Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1310.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
1.05 Mб
Скачать

Лабораторная работа № 1

Метод простых итераций для решения систем линейных уравнений

Цель работы. Изучить метод простых итераций для решения систем линейных уравнений (СЛУ) и реализовать его в приложении для автоматизации решения задач.

Задание 1. Уточнить решение СЛУ с точностью ε=0,0001 методом простых итераций:

8x1 0,2x2 0,4x3 4;

0,2x1 4x2 0,2x3 5;0,2x1 0,2x2 4x3 1.

Порядок выполнения работы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

1. Приводим систему к эквивалентному виду

 

 

 

 

 

 

 

x1 0,025x2 0,05x3 0,5;

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,05x1 0,05x3 1,25;

 

 

 

 

 

 

 

 

x

0,05x

0,05x

2

0,25.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2. Выбираем начальное при лижение: x1 0,5,

x2 1,25, x3 0,25.

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Для нахождения решения используем таблицу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х1

х2

 

С

 

б(k) (k 1)

 

 

(k)

(k 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

х3

 

 

 

) |

 

) |

 

 

 

 

 

0

0,5

 

1,25

 

0,25

 

| x1

x1

 

| x2

x2

| x3

(k) x3(k 1) )|

 

 

 

 

0,45625

1,239688

0,334797

 

 

 

0,04375

 

 

0,010312

 

0,084797

 

 

 

2

0,452268

1,244126

0,33482

 

 

 

0,003982

 

 

0,004439

 

2,28E− 05

 

 

 

3

0,452156

1,244133

0,334814

 

 

 

0,000112

 

 

6,75E− 06

 

5,27E− 06

 

 

 

4

0,452156

1,244133

0,334814

 

 

9,47E− 08

 

 

2,68E− 07

 

8,67E− 09

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

0,452156

1,244133

0,334814

 

 

5,55E− 17

 

 

 

0

 

0

 

 

 

10

0,452156

1,244133

0,334814

 

 

 

 

0

 

 

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 2. Написать приложение на VBA для решения системы линейных уравнений:

43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант № 1

 

 

 

 

 

 

А

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти приближенные решения систем линейных уравнений методом

простой итерации с точностью ε = 10−5:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9x

x

 

6x 8;

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

4x

 

 

0,5x

2

 

 

0,5x

 

4;

1)

9x 29x

2

10x 9; 2)

 

 

14x

 

 

 

7x

 

 

,

3)

 

 

0,5x

 

 

2;

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

x

 

 

2

 

 

 

3

2;

 

2x

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10x2 25x3 5,

 

б

 

8x3 1

 

 

 

 

 

0,2x2 x3 1.

 

7x1

 

3x1

2x2

 

 

 

0,3x1

 

 

Вариант № 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти приближенные решения систем линейных уравнений методом

простой итерации с точностью ε=10−5:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18x1 10x2 3x3 10;

9x

 

x

x

 

 

 

1;

 

8x1 0,1x2 0,1x3 1;

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

1

 

 

2

 

 

3

 

 

 

3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16x

 

 

 

5x

 

8;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9x

 

2

 

 

 

2x1 8x2

 

x3

1;

 

 

0,2x1

4x2

 

0,1x3

 

 

1

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1;

 

 

 

4x2 20x3

4,

 

 

 

 

14x3 3,

 

 

 

 

 

 

10x3

 

3.

 

 

 

9x1

 

4x2

 

 

0,4x2

 

 

 

Вариант № 3

Найти приближенные решения систем линейных уравнений методом простой итерации с точностью ε=10−5:

44

 

15x1 3x2

7x3

6;

4x1 x2 2x3 1;

 

x

0,1x

2

0,2x

1;

1)

5x 10x 5x 9; 2)

3x 5x x 2;

3)

1

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

4x

 

0,5x

 

 

 

1

2

3

 

 

1

2

3

 

0,3x

 

2

 

 

2;

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

3

 

 

 

3x2 10x3

9,

 

4x2

16x3 1.

 

 

 

0,4x2

10x3 1.

 

5x1

2x1

 

0,2x1

Контрольные вопросы

1.Что означает понятие «уточнить решение»?

2.Как привести систему линейных уравнений к эквивалентному виду?

3.Как выбирать начальное решение для метода простой итерации?

4.Какова последовательность решения в методе простых итераций?

5.Какой критерий завершения вычислений?

Лабораторная работа № 2

Метод Зейделя для решения систем линейных уравнений

Цель работы. Изучить метод Зейделя для решения систем линейных уравнений и реализовать его в приложении для автоматизации решения за-

дач.

 

 

 

 

 

 

 

 

И

ε = 0,0001

методом

Задание 1. Уточнить решение СЛУ с точностью

Зейделя:

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x1 0,16x2 0,08x3 16;

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6x1 3x2 0,09x3 6;

 

 

 

 

 

0,2x 0,6x

2

2x 12.б

 

 

 

 

 

1

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Порядок выполнения работы

 

 

1. Приводим систему к эквивалентному виду

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

x1 0,04x2 0,02x3 4;

 

 

 

 

 

 

0,2x1 0,03x3 2;

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

x

0,1x

0,3x

2

6.

 

 

 

 

 

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Выбираем начальное приближение: x1 4, x2 2, x3 6.

3.Для нахождения решения используем таблицу:

45

 

х1

х2

х3

 

 

 

0

4

2

−6

| x1(k) x1(k 1) ) |

| x2(k) x2(k 1) ) |

| x3(k) x3(k 1) )|

1

4,2

1,38

− 6,2

0,2

0,62

0,2

2

4,1792

1,346

−5,994

0,0208

0,034

0,206

3

4,17372

1,34398

−5,98588

0,00548

0,00202

0,00812

4

4,173477

1,344832

−5,98582

0,0002432

0,0008524

5,8E− 05

16

4,173517

1,34488

−5,98611

0

3,11E− 15

2,66E− 15

17

4,173517

1,34488

−5,98611

0

0

8,88E− 16

18

4,173517

1,34488

−5,98611

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

Д

Задание 2. Написать приложение на VBA для решения системы ли-

нейных уравнений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

б

 

 

 

 

и

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

46

Вариант № 1

Найти приближенные решения систем линейных уравнений методом простой итерации, с точностью ε = 0,005:

8x1 5x2

x3 2;

11x1 x2 x3 2;

9x1 0,1x2 0,1x3 2;

1) 2x1 16x2 5x3

2;

2) x1 13x2 4x3

3; 3)

0,1x1 8x2

0,4x3 3;

 

14x3

5,

 

0,

 

4x3 0.

3x1 7x2

4x1 3x2 11x3

0,4x1 0,3x2

Вариант № 2

Найти приближенные решения систем линейных уравнений методом простой итерации с точностью ε = 0,005:

 

10x1 3x2 2x3

4;

15x1 4x2

4x3

5;

 

7x1

0,4x2

0,1x3 5;

1) x1 11x2

 

 

 

 

 

2) x1 7x2

 

 

 

И

 

 

 

9x3

 

3;

3x3

4; 3)

0,5x1 x2

0,2x3

5;

 

 

 

5x2

18x3

8,

 

 

4x3 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8x1

x1

Д

0,2x1 0,1x2 5x3 5.

 

 

Вариант № 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти приближенные решения систем линейных уравнений методом

простой итерации с точностью ε = 0,005:

 

 

 

 

 

 

 

 

11x1 9x2 x3

 

5;

 

б

 

 

7x1 0,4x2

0,4x3

5;

 

 

12x1 4x2

x3 5;

1)

8x

21x

2

4x

4;

2) 5x

 

8xА2x 5;

3) 0,1x 3x

2

0,3x

4;

 

 

1

 

 

 

 

 

3

 

 

1

 

2

 

3

 

 

 

1

3

 

6x

3x

 

11x

 

3,

2x

x

9x

5,

0,1x

3x

2.

 

 

1

 

 

2

 

 

 

С

 

 

1

2

 

3

 

 

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольные вопросыи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Чем отличается метод Зейделя от метода простой итерации?

 

 

 

2.

Какое условие сходимости в методе Зейделя?

 

 

 

 

 

 

3.

Как выбирать начальное решение для метода Зейделя?

 

 

 

 

4.

Какова последовательность построения эквивалентной системы в

методе Зейделя?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Как можно увеличить точность полученного решения?

 

 

47

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]