Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
BMLA.DOC
Скачиваний:
19
Добавлен:
09.11.2019
Размер:
3.4 Mб
Скачать

Асимптотическая скорость сходимости

Сколько нужно сделать итераций, чтобы ошибка итерационного процесса

уменьшилась в раз: .

Теорема.

Если , то .

Док–во.

При имеем .

Средняя скорость за итераций: (Доказать: )

, если .

Асимптотическая скорость сходимости: .

Теорема.

Если , то .

Док–во.

Из док–ва теоремы о необходимом и достаточном условии сходимости Из эквивалентности норм

.

Т.к. , то .

, т.е. .

Принято считать, что из двух итерационных процессов лучше тот, у которого асимптотическая скорость сходимости больше.

Но использовать асимптотическую скорость сходимости для оценки числа итераций, необходимых для уменьшения начальной ошибки в раз, можно только в случае .

Лекция 6.

Один из способов построения итерационного метода решения системы линейных алгебраических уравнений состоит из представления матрицы в виде , переписи системы в виде и определении очередного приближения по известному приближению из решения системы .

Доказать: .

Метод Якоби

Если , то итерационный процесс

называется методом Якоби для решения системы .

Сходимость в случае диагонального преобладания по строкам

Теорема.

Если , то метод Якоби сходится.

Док–во.

i–тая строка матрицы : . Из условия теоремы , т.е. выполняется достаточное условие сходимости.

Сходимость в случае диагонального преобладания по столбцам

Теорема.

Если , то метод Якоби сходится.

Док–во.

j–ый столбец матрицы : . Из условия теоремы , т.е. выполняется необходимое условие сходимости.

Необходимое и достаточное условие сходимости метода Якоби в случае симметричной матрицы с положительной главной диагональю

Теорема.

Если , то

(т.е. метод Якоби сходится)

.

Док–во.

1. собственные значения матрицы – вещественные:

,

– вещественны, т.к. .

2.

2.1. :

т.к.

и ,

то ;

;

2.2. :

Метод Зейделя (Гаусса–Зейделя, Некрасова)

Если матрицу системы представить в виде суммы , где

то итерационный процесс

называется методом Зейделя для решения системы .

Доказать: .

Необходимое и достаточное условие сходимости метода Зейделя в случае симметричной матрицы с положительной главной диагональю

Теорема.

Если , то

(т.е. метод Зейделя сходится) .

Док–во.

Необходимость:

Пусть , но , т.е.

( все вещественны,

, иначе ,

).

Зададим и оценим :

, метод не сходится, что противоречит .

Достаточность.

Докажем, что , т.е. метод сходится.

.

если , то :

1. .

2.

Из 1.–2. . Но, более того, т.к.

  • ,

  • (здесь , – орт),

то

, т.е. .

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]