Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

СЛАУ

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
09.04.2015
Размер:
1.4 Mб
Скачать

-c

b 0

 

0 a

МЕТОД ПРОГОНКИ

СЛАУ ИМЕЕТ ВИД:

c1x1 b1x2 f1

ai xi 1

ci xi

bi xi 1

fi , i 2,..., n 1

an xn 1

cn xn

fn

 

РЕШЕНИЕ ОТЫСКИВАЕТСЯ В ВИДЕ:

xi

i 1xi 1 i 1, i 1,2,...n 1

i, i –ПРОГОНОЧНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ

41

МЕТОД ПРОГОНКИ

2 ЭТАПА

ПРЯМОЙ: ИЩЕМ ПРОГОНОЧНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ

ОБРАТНЫЙ: ИЩЕМ РЕШЕНИЕ

ПРЯМОЙ ЭТАП. ИЗ ПЕРВОГО УР-ИЯ: c1x1

b1x2

f1

x

 

b1

 

x

 

 

f1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1

 

c1

 

 

c1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СРАВНИМ С ФОРМУЛОЙ:

x1

2 x2

2

 

 

 

 

b1

,

 

 

f1

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

c1

 

c1

 

 

 

 

 

 

 

 

42

МЕТОД ПРОГОНКИ

ПОДСТАВИМ ПРОГОНОЧНОЕ СООТНОШЕНИЕ:

xi 1

i xi

i , i 2,3,...n

В СИСТЕМУ:

ai xi 1

ci xi

bi xi 1

fi , i

2,...,n 1

ai

i xi

i

ci xi

bi xi 1

fi

ai

i

ci xi

ai i

bi xi 1

fi

ВЫРАЗИМ ИЗ ЭТОГО УРАВНЕНИЯ

xi :

 

 

 

 

 

43

МЕТОД ПРОГОНКИ

xi

 

 

 

bi

 

 

xi 1

 

fi

ai

i

 

 

 

 

ci

ai

i

 

ci

ai

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравним с формулой:

 

 

 

 

xi

 

 

 

i 1xi 1

 

 

i 1, i

2,3,...n

1

 

 

 

 

 

 

bi

 

 

,

 

 

 

 

fi

ai

i

i

1

 

ci

ai

 

 

i 1

 

 

ci

ai

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

i

ПО ЭТИМ ФОРМУЛАМ ВЫЧИСЛЯЮТ ВСЕ ПРОГОНОЧНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ

i , i ,i 2,...,n

44

МЕТОД ПРОГОНКИ

ОБРАТНЫЙ ЭТАП: НАХОДИМ РЕШЕНИЕ

ПОСЛЕДНЕЕ УРАВНЕНИЕ: an xn 1

cn xn

ПРОГОНОЧНОЕ СООТНОШЕНИЕ: xn 1

n xn

НАХОДИМ xn: an n xn

n

 

cn xn

fn

xn

fn

an

n

 

 

cn

an

n

 

 

 

ОСТАЛЬНЫЕ НЕИЗВЕСТНЫЕ НАХОДИМ ИЗ ПРОГОНОЧНОГО СООТНОШЕНИЯ:

xi 1 i xi

i , i n, n 1,...,2

fn

n

45

МЕТОД ПРОГОНКИ

ПРЯМОЙ ЭТАП: НАХОДИМ КОЭФФИЦИЕНТЫ

 

 

 

b1

 

,

 

f1

 

 

 

 

 

2

c1

2

c1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bi

 

,

 

 

fi

ai

i

, i 2,3,...,n 1

i 1

ci

ai

 

 

i 1

ci

ai

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

i

ОБРАТНЫЙ ЭТАП: НАХОДИМ РЕШЕНИЕ

 

xn

 

fn

an

n

 

 

 

cn

an

n

 

 

 

xi 1

i xi

i , i

n, n 1,...,2

46

МЕТОД ПРОГОНКИ

ТЕОРЕМА. ПУСТЬ КОЭФ-ТЫ ai, bi, ci ОТЛИЧНЫ ОТ НУЛЯ И УДОВЛЕТВОРЯЮТ УСЛОВИЮ:

ci

 

bi

 

ai

 

i 2,3,...,n 1

 

 

 

ТОГДА ПРОГОНКА КОРРЕКТНА И УСТОЙЧИВА.

ПРИ ЭТИХ УСЛОВИЯХ:

ЗНАМЕНАТЕЛЬ ФОРМУЛ НЕ ОБРАТИТСЯ В 0,

ОШИБКИ ОКРУГЛЕНИЯ НЕ БУДУТ НАКАПЛИВАТЬСЯ

УСЛОВИЕ ДИАГОНАЛЬНОГО ПРЕОБЛАДАНИЯ

ci

 

bi

 

ai

 

i 2,3,...,n 1

 

 

 

47

ИТЕРАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ СЛАУ

Преобразуем исходную систему линейных уравнений

Ax b

к виду:

x α x β

α– порождающая матрица, – вектор.

Будем решать методом ПРОСТОЙ ИТЕРАЦИИ.

48

МЕТОД ПРОСТОЙ ИТЕРАЦИИ

Зададим вектор начального приближения:

x 0

0 ,i=1,…n

i

 

Следующие приближения ищем по формулам:

x

k 1

k

 

 

α x

β, k 0,1, 2, ...

Итерации останавливаем, когда невязка r станет меньше

заданной точности :

 

 

 

r

 

max

 

xk

xk 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 i n

 

i

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49

МЕТОД ЯКОБИ

МАТРИЦА МЕТОДА:

 

 

Aij

, i

j , βi

fi

 

αij

 

A

, i 1, 2, ..., n

 

 

 

 

 

ii

 

 

Aii

 

 

 

 

 

 

 

0,

i

j

 

 

ДОСТАТОЧНОЕ УСЛОВИЕ СХОДИМОСТИ МЕТОДА:

условие диагонального преобладания для исходной матрицы A :

 

n

 

Aii

 

Aij

i 1,2,...,n

 

 

 

j1 i j

50