
СЛАУ
.pdf
-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