Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Численные методы. Учебно-методический комплекс.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
15.08.2026
Размер:
1 Мб
Скачать

№ 13

№ 14

1,16x1-0,28x2+2,16x3=1,60

2,16x1-2,83x2+1,15x3=2,32

0,65x1+0,76x2-1,18x3=0,28

1,71x1+2,17x2-0,83x3=1,25

0,53x1+1,07x2-0,63x3=1,27

0,35x1-0,72x2+1,03x3=0,82

Методические рекомендации

Методом итераций решить систему линейных уравнений с точностью до 0,001.

x1x2x3x4

=0,32x1 0,05x2 + 0,11x3 0,08x4 + 2,15;

=0,11x1 + 0,16x2 0,28x3 0,06x4 0,83;

=0,08x1 0,15x2 + 0,12x4 +1,16;

=0,21x1 + 0,13x2 0,27x3 + 0,44.

Здесь C 1 = max{0,56;0,61;0,35;0,61}<1, значит итерационный процесс

сходится.

Вычисления располагаем в таблице:

k

x1

x2

x3

x4

0

2,15

-0,83

1,16

0,44

1

2,9719

-1,0775

1,5093

-0,4326

2

2,3555

-1,0721

1,5075

-0,7317

3

3,5017

-1,0106

1,5015

-0,8111

4

3,5511

-0,9277

1,4944

-0,8321

5

3,5637

-0,9563

1,4834

-0,8298

6

3,5678

-0,9566

1,4890

-0,8332

7

3,5700

-0,9575

1,4889

-0,8356

8

3,5709

-0,9573

1,4890

-0,8362

9

3,5712

-0,9571

1,4889

-0,8364

10

3,5713

-0,9570

1,4890

-0,8364

 

 

 

 

 

Сходимость в тысячных долях имеет место уже на 10-м шаге.

Ответ: х1 3,571; х2 ≈ −0,957; х3 1,489; х4 ≈ −0,836.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема. Метод Зейделя.

 

 

 

 

 

 

 

Задание: Выполнить задание

 

 

 

 

 

 

 

 

№1

 

 

 

 

 

 

 

 

№2

 

 

 

 

 

3x

+ 2x

2

+ x

3

= 6

2x

+ x

2

= 3

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

x1

 

+ 3x2 + x3 = 5

x1

 

+ 3x2 x3 = 2

x

 

+ x

2

+ 4x

3

= 6

x

 

x

2

+ 3x

3

= 6

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

КазНПУ 703-10-11 Учебно-методический комплекс дисциплины. Издание третье.

66

x1 , x2 ,K, xi1

№3

4x1 + x2 x3 = 5x1 3x2 + x3 = −42x1 + x2 + 3x3 = 7

№5

3x1 + x2 x3 = 3x1 + 2x2 x3 = 32x1 + x2 + 4x3 = 8

№7

2x

x

2

+ x

3

=1

 

1

 

 

 

x1

+ 3x2 + x3 = 5

 

x2 + 2x3 = 3

 

№9

2x x

 

= 2

 

1

3

 

x1 + 2x2 + x3 = 4

 

x2 + 3x3 = 8

 

№11

3x1 + x2 + x3 = 5x1 + 2x2 = 3x1 + x2 + 2x3 = 4

№13

3x1 x2 + 2x3 = −2x1 + 2x2 x3 = 2x1 x2 + 6x3 = 6

№4

2x1 x3 = 3x1 + 2x2 + x3 = 5

x1 + 2x2 3x3 =1

№6

3x1 x2 x3 = 3x1 + 2x2 = 4x1 + 3x3 = 8

№8

5x1 + 2x2 3x3 = 6x1 + 3x2 + x3 = 8x1 x2 + 4x3 =1

№10

2x1 + x3 = 5x1 + 3x2 x3 = 4

x1 + 2x2 + 3x3 = 7

№12

4x1 + x2 3x3 = 3x1 + 2x2 + x3 = 6x1 2x2 + 3x3 = 0

№14

5x1 x2 x3 = −3x1 + 2x2 + x3 = −4x1 + x2 6x3 = 4

Методические рекомендации

Метод Зейделя представляет собой некоторую модификацию метода итерации, но при вычислении (k+1)-го приближения неизвестной xi учитываются уже вычисленные ранее i f j :

КазНПУ 703-10-11 Учебно-методический комплекс дисциплины. Издание третье.

67

x1k +1

= c11 x1k + c12 x2k +K+ c1n xnk + f1 ,

x2k +1

= c21 x1k +1 + c22 x2k +K+ c2n xnk + f2 ,

KKKKKKKKKKKKKKK

xnk +1

= cn1 x1k +1 + cn2 x2k +1 +K+ cn,n1 xnk+11 + cnn xnk + fn .

Условие сходимости можно определить так же, как и в методе простой итерации.

Пример. Методом Зейделя решить с точностью 0,001 систему линейных уравнений.

x1 = 0,24x1 0,05x2 0,24x3 +x2 = −0,22x1 + 0,09x2 0,44x3x3 = 0,13x1 0,02x2 + 0,42x3

Решение. Выпишем матрицу системы.С =

0,19; + 0,97; 0,14.

 

0,24 0,05

0,24

 

0,22 0,09 0,44

 

 

 

 

0,13 0,02

0,42

 

 

 

Здесь С1 = max{ 0,53;0,77;0,57 } = 0,77 <1; значит метод Зейделя сходится.

 

0,19

 

 

 

 

 

ПримемX 0 =

0,97

, вычисления располагаем в таблице:

 

 

0,14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

x1

 

x2

x3

 

 

0

 

 

0,1900

 

0,9700

-0,1400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

0,2207

 

1,0703

-0,1915

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

0,2354

 

1,0988

-0,2118

 

 

3

 

 

0,2424

 

1,1088

-0,2196

 

 

4

 

 

0,2454

 

1,1124

-0,2226

 

 

5

 

 

0,2467

 

1,1138

-0,2237

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

0,2472

 

1,1143

-0,2241

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

0,2474

 

1,1145

-0,2242

 

 

8

 

 

0,2475

 

1,1145

-0,2243

 

Ответ: x1 0,248; x2

1,115; x3

≈ −0,224.

 

 

Тема. Частичная проблема собственных значений. Метод итерации.

Задание: Наити собственные значения и собственные вектора матрицы.

КазНПУ 703-10-11 Учебно-методический комплекс дисциплины. Издание третье.

68

1

 

 

0,11

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

1,00

0,47

0,55

 

 

0,15

0,23

0,12

 

0,44

 

 

 

0,42

1,00

0,35

 

0,17

 

 

 

 

 

0,35

0,21

0,72

 

 

 

 

0,52

 

 

0,25

0,67

1,00

 

0,36

 

 

0,35

0,42

0,38

0,63

 

 

 

 

 

 

 

0,54

0,32

0,74

1,00

 

 

0,74

0,25

0,37

0,55

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

0,75

0,16

 

0,27

 

0,83

 

 

 

 

 

1,5

2,7

1,3

5,2

 

 

 

 

 

0,55

0,22

 

0,12

 

0,32

 

 

 

 

 

2,7

3,4

1,8

2,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,00

0,42

 

0,35

 

0,18

 

 

 

 

1,3

0,16

0,82

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,05

 

 

 

 

0,37

0,23

 

0,15

 

0.28

 

 

 

 

 

5,2

2,2

1,05

3,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

1,17

2,13

0,32

0,56

 

 

 

 

1,2

3,2

1,5

2,7

 

 

 

 

 

2,13

0,82

0,72

1,10

 

 

 

 

5,3

4,1

3,8

1,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,32

0,25

0,42

0,16

 

 

 

 

0,3

1,5

1,6

4,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,56

1,10

 

 

 

 

 

 

 

1,6

4,5

 

 

 

 

 

 

 

0,25 0,44

 

 

 

6,3 1,2

 

 

 

7

 

 

0,43

 

0,23

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

0,62

0,73

 

 

 

 

1,13

2,15

0,83

0,77

 

 

 

0,73

1,00

 

0,25

 

0,64

 

 

0,64

0,43

0,62

0,32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,41

0,62

 

0,21

 

0,44

 

 

2,32

1,15

1,84

0,68

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,84

0,32

 

0,18

 

0,47

 

 

0,72

0,53

0,64

0,57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

0,22

 

 

10

 

 

0,32

 

0,42

0,26

 

0,33

 

 

 

0,75

0,18

0,63

 

0,74

0,55

 

0,28

 

0,65

 

 

0,92

0,38

0,14

0,56

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,88

0,42

 

0,33

 

0,75

 

 

0,63

0,42

0,18

 

0,37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,92

0,82

 

0,62

 

0,75

 

 

 

 

 

0,52

0,47

0,27

 

 

 

 

 

0,65

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

2,41

7,55

0,82

 

0,33

 

 

1,09

7,56

3,45

0,78

 

 

 

0,28

3,44

0,75

 

0,23

 

 

 

3,33

4,45

0,21

3,44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,17

0,28

0,05

 

3,48

 

 

 

2,33

4,45 0,17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,21

 

 

1,00

0,23

2,00

 

7,00

 

 

 

4,03

1,00

3,05

0,11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КазНПУ 703-10-11 Учебно-методический комплекс дисциплины. Издание третье.

69

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]