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

Lektsii_VychMat_6-8

.pdf
Скачиваний:
26
Добавлен:
16.04.2015
Размер:
525.59 Кб
Скачать

где

 

 

 

ç

 

 

 

 

 

L

÷

ç

 

÷

 

æ a

a

a

ö

 

æ b

ö

 

ç

11

12

 

1n ÷

 

ç

1

÷

 

ça21

a22

L a2n ÷

 

çb2

÷

, X

A = ç

M

M

M

M

÷

, B = ç

M

÷

ça

 

 

 

÷

 

çb

÷

 

è

 

n1

n2

 

nn ø

 

è

n

ø

 

Как известно, для существования и единственности решения системы необходимо и достаточно чтобы её определитель:

det A ¹ 0 .

æ x ö ç 1 ÷ = ççç xM2 ÷÷÷. çè xn ÷ø

В этом случае существует обратная матрица: A-1 - и решение системы можно представить в виде:

 

X = A-1B ,

т.е.

 

n

 

xi =

åci j ×bj ,

 

 

 

 

 

 

 

j=1

 

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

где cij - элементы матрицы A-1 .

Используя соотношение:

 

c

=

Aji

,

ji

 

ij

 

D

где Aji – алгебраическое дополнение

элемента a , D = det A , можно

записать:

x = 1 n

A

 

×b .

 

 

 

 

 

 

 

i

 

åj=1

 

ji

j

 

D

 

Отсюда, заметив, что

n

 

å Aji ×bj = Di

 

j=1

 

- определитель матрицы, полученной из

матрицы A заменой i -го столбца столбцом B,

получим известные формулы Крамера:

xi = DDi .

Однако использование этих формул требует вычисления (n +1) определителей порядка n , и при n >3 они обычно не применяются.

Используемые на практике методы решения СЛАУ можно разделить на две группы:

точные и итерационные.

Точные методы характеризуются тем, что с их помощью принципиально возможно, проделав конечное число операций, получить точные значения неизвестных.

При этом, естественно, предполагается, что коэффициенты и правые части системы известны точно, а все вычисления производятся без округлений.

Итерационные методы характеризуются тем, что с самого начала задаются некоторые приближённые значения неизвестных.

Далее, исходя из них, находят новые приближённые значения, с которыми поступают аналогично, и т.д.

Таким образом строится последовательность, сходящаяся к точному решению.

Ограничиваясь некоторым конечным числом шагов, получают приближённое решение.

Метод Гаусса и его модификации

 

Основная схема

 

 

 

Требуется решить СЛАУ:

 

n

 

 

 

 

 

åai j × xj

= bi ,

j=1

 

 

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

Метод Гаусса относится к точным методам.

В основной схеме метода Гаусса различают прямой и обратный ход.

Прямой ход.

Шаг 1.

 

 

Предположим, что a11 ¹ 0, и будем исключать

x1

из уравнений, начиная со второго.

 

 

 

Для этого разделим обе части первого

уравнения на a11

и вычтем из i-го уравнения

(i = 2, …, n) первое, умноженное на ai1 .

В результате получим систему, расширенная матрица которой имеет вид:

æ

1

 

a¢

L a¢

b¢

ö

 

 

ç

 

 

12

 

 

 

1n

1

 

÷

 

 

 

 

 

ç

 

 

¢

 

L

 

¢

¢

 

÷

 

 

0 a22

a2n

b2

 

 

 

ç

 

 

 

 

 

 

 

 

 

÷ ,

 

 

ç

M

 

 

M

L

 

M

 

M

 

÷

 

 

ç

 

 

¢

 

L

 

¢

¢

 

÷

 

 

è

0 an2

ann

bn

 

ø

 

 

где

¢ 1 j

¢

 

 

b1

 

 

 

 

 

 

a1 j =

 

a

, b1

=

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a11

 

 

 

 

 

¢

 

 

 

 

¢

 

 

 

¢

 

¢

×ai1

,

aij

= aij - a1 j × ai1 , bi

= bi - b1

i, j = 2,...,n .

Шаг 2.

Для этого разделим обе части второго

Предполагая, что a'22 ¹ 0, будем исключать x2 из уравнений, начиная с третьего.

уравнения на a' и вычтем из i-го уравнения

(i 3, …, n) второе, умноженное на a'i2 .

= 22

Продолжая этот процесс, на шаге n разделим обе части последнего уравнения на коэффициент при xn , и получим систему, расширенная матрица которой имеет вид:

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]