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

Посібник ЧМ

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
23.02.2016
Размер:
4.07 Mб
Скачать

35,8x1

2,1x

2

34,5x3

11,8x4

0,5

1,1x1

 

11,3x2

1,7x3

1,8x4

 

10

27,1x

 

7,5x

2

 

11,7x

3

23,5x

4

12,8

1,3x

 

 

11,7x

2

1,8x

3

 

1,4x

4

 

1,3

12.

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27.

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,8x

 

 

 

6,5x

 

7,1x

 

 

1,7

 

 

 

10,5x

 

 

 

1,7x

 

 

1,5x

 

 

 

 

1,1

11,7x

 

2

 

3

4

1,1x

 

 

2

3

4

 

6,3x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

0,5x

 

1,8x

 

1,1x

 

 

 

 

 

 

10x

2

 

 

7,1x

3

 

3,4x

4

 

20,8

1,5x

 

 

2

 

 

3

 

4

 

 

10

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35,1x1

1,7x

2

 

37,5x3

 

2,8x4

7,5

1,4x1

 

2,1x2

 

 

3,3x3

1,1x4

 

 

10

45,2x1

21,1x

2 1,1x3

1,2x4

11,1

10x1

1,7x2

 

 

1,1x3

 

1,5x4

 

 

1,7

13.

21,1x1 31,7x2 1,2x3

1,5x

4

2,1

28.

2,2x1

34,4x2

1,1x3

1,2x4

20

31,7x

18,1x

2

31,7x

3

2,2x

4

0,5

1,1x

 

 

1,3x

2

 

1,2x

3

 

1,4x

4

 

 

1,3

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,1x1

11,2x2

 

11,1x3

 

13,1x4

1,3

1,3x1

 

1,7x2

 

 

3,3x3

 

1,7x4

 

 

1,1

3,3x1 1,1x2

 

30,1x3

20,1x4

1,1

10x1

 

5,5x2

 

 

1,3x3

 

3,4x4

 

 

1,3

14.

 

 

 

 

1,3x

 

 

1,1x

 

 

 

10x

 

 

 

 

20

29.

 

 

 

1,8x

 

 

 

 

2,2x

 

 

 

1,1x

 

 

 

 

10

7,5x

 

2

3

 

4

 

1,1x

 

 

2

 

3

 

4

 

 

1,7x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,8

 

 

7,5x

2

 

1,8x

3

 

2,1x

4

1,3x

 

 

1,2x

2

 

 

2,1x

3

 

2,2x

4

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7,5x1

1,8x2

 

2,1x3 7,7x4

1,1

1,2x1

 

1,8x2

 

 

2,2x3

 

4,1x4

 

 

 

1,3

10x1

1,3x2

 

20x3

1,4x4

1,5

10x1

5,1x2

1,2x3

 

5,5x4

 

 

1,2

15.

2,8x

 

1,7x

2

 

3,9x

3

4,8x

4

1,2

30.

2,2x

 

30,1x

2

3,1x

3

 

5,8x

4

 

10

10x

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10x

 

1,1

10x

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34,1

 

 

31,4x

2

 

2,1x

3

4

 

 

2,4x

2

 

 

30,5x

3

2,2x

4

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Методом прогонки розв’язати СЛАР з тридіагональною матрицею коефіцієнтів:

11x1 9x2 122,

1 2 3 48,

1.8x2 11x3 3x4 14,6x3 15x4 4x5 50, 3x 6x 42.

4 55x 15x 2x

13x1 5x2 66,

1 2 5x3 47,

2.x2 12x3 6x4 43,6x3 20x4 5x5 74, 4x 5x 14.

4 54x 9x

8x1 4x2

48,

 

 

125,

5x

22x

2

8x

3

 

 

1

 

 

 

 

 

3.

5x2 11x3

x4

 

43,

9x3

15x4

x5

 

18,

x

4

7x

5

23.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15x1 8x2 92,

1 2 3 84,

4.4x2 11x3 5x4 77,

3x3 16x4 7x5 15, 3x 8x 11.

4 52x 15x 4x

8x1 4x2 32,

1 2 7x3 15,

5.2x2 9x3 x4 10,

8x3 17x4 4x5 133,7x 13x 76.

4 52x 12x

10x1 9x2 7,

1 21x2 8x3 29,

6.7x2 12x3 2x4 31,8x4 2x5 56,

2x 10x 24.4 55x

10x1 5x2 120,

1 2 2x3 91,

16.2x2 9x3 5x4 5,5x3 16x4 4x5 74,8x 16x 56.

4 53x 10x

14x1 6x2

 

78,

9x

15x

2

 

x

3

73,

 

 

1

 

 

 

 

 

 

17. x2

11x3

x4 38,

7x3

12x4

3x5 77,

6x

4

7x

5

 

91.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6x1 5x2 58,

1 2 9x3 161,

18.9x2 17x3 3x4 114,8x3 22x4 8x5 90, 6x 13x 55.

4 56x 16x

11x1 8x2 99,

1 2 3

19.4x2 20x3 9x4 66,

4x3 14x4 3x5 54,6x 14x 8.

4 59x 17x x 75,

16x1 9x2

27,

 

8x

 

13x

2

5x

3

84,

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

20.

 

3x2

 

21x3

 

9x4

225,

9x3

16x4

5x5

89,

x

4

9x

5

 

69.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11x1

9x2 114,

1 2 3 81,

21.2x2 11x3 5x4 8,3x3 14x4 7x5 38, 8x 10x 144.

4 5x 8x x

11

14x1

9x2

125,

56,

8x

 

14x

2

6x

3

 

1

 

 

 

7. 5x2

17x3

8x4

144,

x3

 

5x4 2x5 36,

4x

4

10x

5

70.

 

 

 

 

 

 

 

 

16x1

8x2

0,

 

 

1 16x2 5x3 123,

8.4x2 12x3 3x4 68,

4x3 12x4 7x5 104,x 7x 20.

4 57x

6x1 5x2 51,

1 2 3 100,

9.9x2 15x3 4x4 12,

x3 7x4 x5 47, 9x 18x 90.

4 5x 13x 6x

10x1 x2 16,

1 16x2 x3 110,

10.6x2 16x3 6x4 24,

8x3 16x4 5x5 3, 5x 13x 87.

4 58x

7x 2x 65,

1 72x2 4x3

11.2x2 15x3 5x4 1,

2x3 12x4 8x5 58,3x 10x 8.

4 5 23,13x

7x1 5x2 38,

1 19x2 9x3 14,

12.6x2 18x3 7x4 45,

7x3 11x4 2x5 30, 5x 7x 48.

4 56x

12x1 5x2

 

148,

45,

3x

18x

2

 

8x

3

 

 

1

 

 

 

 

 

 

13. 2x2

16x3

9x4

155,

4x3

18x4

7x5

11,

4x

4

9x

5

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6x1

3x2

33,

 

1 2 9x3 107,

14.2x2 7x3 x4 18,

4x3 15x4 9x5 69, 5x 11x 31.

4 56x 23x

11x1 9x2 158,

1 2

15.6x2 15x3 2x4 45,

4x3 6x4 x5 24,7x 10x 1.4 58x 6x 66,

x1 x2 4,

1 2 8x3 132,

22.9x2 19x3 8x4 59,7x3 20x4 4x5 193,4x 12x 40.

4 57x 17x

18x1 9x2 81,

1 2 3

23.9x2 21x3 8x4 39,

4x3 10x4 5x5 64, 7x 12x 3.

4 52x 9x 4x 71,

 

8x1

2x2

 

14,

55,

 

7x

 

19x

2

 

9x

3

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

24.

4x2

21x3 8x4 49,

 

7x

 

23x

 

 

9x

 

86,

 

4x3

 

7x

5

4 8.

 

 

5

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6x1

6x2

 

30,

31,

 

2x

 

10x

2

7x

3

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

25.

8x2

18x3 9x4 108,

 

6x3

17x4

6x5

114,

 

9x

4

 

14x

5

124.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7x1

6x2

 

75,

 

6x

 

12x

2

 

126,

 

 

1

 

 

 

 

 

 

13,

 

26.

3x2

5x3

 

 

 

9x3

21x4 8x5 40,

 

5x

4

6x

5

24.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11x1 9x2

117,

1 2 6x3 97,

27.5x2 20x3 8x4 6,

6x3 20x4 7x5 59, 2x 8x 86.

4 59x 17x

12x1 7x2 102,

1 2 3

28.7x2 21x3 8x4 65,

4x3 13x4 5x5 38,6x 14x 12.

4 57x 11x 3x 92,

14x1

6x2

82,

 

2x

 

7x

2

51,

 

 

1

 

 

 

 

 

 

9x4

46,

29. 7x2

 

18x3

2x3

13x4 2x5 111,

7x

4

 

7x

5

35.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6x1 3x2 0,

1 2 3x3 99,

30.3x2 12x3 7x4 107,

2x3 9x4 6x5 5,4x 5x 6.

4 59x 17x

12

ПРИКЛАД РОЗРАХУНКІВ

1.Методом Гауса за схемами єдиного ділення та вибору головного елемента розв’язати СЛАР.

0,11x1

1,13x2 0,17x3 0,18x4

1,0

0,13x

1,17x

 

0,18x

0,14x

 

0,13

0,11x1

1,05x2

0,17x3

0,15x4

0,11

 

1

2

3

4

1,0

0,15x

0,05x

2

0,18x

0,11x

4

 

1

 

3

 

 

Розв’яжемо систему функцією Mathcad Find:

ORIGIN 1

 

0.11

1.13

0.17

0.18

 

0

 

 

1

 

A

0.13

1.17

0.18

0.14

x

0

 

b

0.13

 

0.11

1.05

0.17

0.15

0

 

 

0.11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.15

0.05

0.18

0.11

 

0

 

 

 

1

 

Given

A x

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.722

0.516 Find (x) 0.496

0.711

Отримаємо розв’язок методом Гауса за схемою єдиного ділення. Формуємо розширену матрицю, додаємо вектор вільних членів стовпцем справа.

 

0.11

1.13

0.17

0.18

1

 

A

0.13

1.17

0.18

0.14

0.13

0.11

1.05

0.17

0.15

0.11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.15

0.05

0.18

0.11

1

 

Метод Гауса (схема єдиного ділення)

Перший крок. Вилучимо з системи невідому x1 . Для цього перше рівняння оголосимо голов-

ним і розділимо його на коефіцієнт при x1 -

a1,1 .

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ak j

 

1

10.273

1.545 1.636

9.091

j 5 1 A

 

 

 

0.13

1.17

0.18

0.14

0.13

 

k j

A

 

A

 

 

k k

 

1.05

0.17

0.15

0.11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.11

 

 

 

 

 

 

 

0.15

0.05

0.18

0.11

1

 

Далі від другого рівняння віднімемо головне, помножене на коефіцієнт a2,1 ; від третього рівняння віднімемо головне, помножене на коефіцієнт a3,1 ; від четвертого рівняння віднімемо головне, помножене на коефіцієнт a4,1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

10.273

1.545

1.636

9.091

i 2 4

j 5 1

A

i j

A

i j

A

i k

A

k j

A

0

2.505

0.381

0.073

1.052

0

2.18

0

0.33

0.89

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1.591

0.412

0.355

0.364

Аналогічно вилучимо з системи невідомі x2 , x3 , x4 (кроки -2, 3 ,4):

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

10.273

1.545

1.636

 

9.091

 

 

k 2

j 5 2

 

 

 

 

Ak j

 

A

0

1

0.152

0.029

 

0.42

 

 

Ak j

 

0

2.18

 

0

0.33

 

0.89

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ak k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1.591

0.412

0.355 0.364

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 10.273 1.545

1.636

9.091

i 3 4

j 5 2

Ai j

Ai j

Ai k Ak j

A

0

1

0.152

0.029

0.42

0

0

0.331

0.267

0.025

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

0.17

0.309

0.304

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

10.273 1.545

1.636

9.091

 

 

k 3

j 5 3

Ak j

 

 

 

Ak j

 

A

0

1

0.152

0.029

 

0.42

 

 

 

Ak k

0

0

 

1

0.805

0.076

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0.17

0.309

0.304

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 10.273

1.545

1.636

9.091

i 4

j 5 3

Ai j Ai j

Ai k Ak j

A

0

1

0.152

0.029

0.42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

1

 

0.805 0.076

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

0

0.446

0.317

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

10.273 1.545

1.636

9.091

 

 

k 4

j 5 3

 

 

 

 

Ak j

 

A

0

1

0.152

0.029

0.42

 

 

Ak j

 

0

0

 

1

0.805 0.076

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ak k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

0

1

 

0.711

 

 

Матриця коефіцієнтів системи A зведена до трикутного вигляду. Виконуємо зворотний хід прямими підстановками: спочатку з останнього рівняння визначимо x4 . Потім з третього - x3 через x4 ; з другого - x2 через x3 і x4 ; і, нарешті, з першого - x1 через x2 , x3 і x4 :

i 4

xi Ai 5

 

 

 

 

i 1

Ai k xk

i 3 1

xi Ai 5

 

 

 

k 4

 

5.722

0.516

Відповідь: x

0.4960.711

5.722

0.516

x0.496

0.711

Метод Гауса (схема вибору головного елемента)

Тепер отримаємо розв’язок методом Гауса за схемою вибору головного елемента. Формуємо

розширену матрицю, додаємо вектор вільних членів стовпцем справа. Вектор m зберігає порядок наступності невідомих.

 

0.11

1.13

0.17

0.18

1

 

 

 

1

 

0.13

1.17

 

 

0.13

 

 

 

A

0.18

0.14

m

 

2

0.11

1.05

0.17

0.15

0.11

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.15

0.05

0.18

0.11

1

 

 

 

4

Крок перший. В матриці А обираємо найбільший по модулю елемент (останній стовпець не розглядаємо). Найбільший за модулем елемент A2,2=-1.17 . Виводимо його на місце елемента А1,1:

k 1

p 2

q 2

14

A for

j 1 5

 

 

t Ak j

 

 

 

 

Ak j Ap j

 

 

Ap j t

A for

i 1 4

 

 

t Ai k

 

 

 

 

Ai k Ai q

 

 

Ai q t

 

0.13

1.17

0.18

0.14

0.13

A

0.11

 

1.13

0.17

0.18

1

 

0.11

1.05

0.17

0.15

0.11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.15

0.05

0.18

0.11

1

 

 

1.17

0.13

0.18

0.14

0.13

A

1.13

 

0.11

0.17

0.18

1

 

1.05

0.11

0.17

0.15

0.11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.05

0.15

0.18

0.11

1

 

Змінюємо порядок невідомих у векторі m :

m

 

t mk

 

 

 

mT ( 2 1 3 4 )

 

 

mk mq

mq t

Далі застосовуємо алгоритм схеми єдиного ділення.

 

 

 

 

 

 

1

0.111

0.154

0.12

0.111

j 5 1

Ak j

Ak j

A

1.13

0.11

0.17

0.18

1

 

A

k k

 

1.05

0.11

0.17

0.15

0.11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.05

0.15

0.18

0.11

1

 

 

 

 

 

 

 

1

0.111

0.154

0.12

0.111

i 2 4

j 5 1

Ai j

Ai j

Ai k Ak j

A

0

0.236

0.004

0.315

1.126

0

0.007

0.332

0.276

0.007

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0.144

0.172

0.116

0.994

Наступні кроки виконуємо аналогічно. Найбільший за модулем елемент A3,3=-0,332 тоді

k 2 p 3 q 3 mT ( 2 1 3 4 )

A for j 1 5

 

t Ak j

 

 

Ak j Ap j

 

Ap j t

A for i 1 4

 

t Ai k

 

 

Ai k Ai q

 

Ai q t

 

 

m

t mk

 

mk mq

 

mq t

 

 

1

0.111

0.154

0.12

0.111

A

0

0.007

0.332

0.276

0.007

 

0

0.236

0.004

0.315

1.126

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0.144

0.172

0.116

0.994

 

1

0.154

0.111

0.12

0.111

A

0

0.332

0.007

0.276

0.007

 

0

0.004

0.236

0.315

1.126

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0.172

0.144

0.116

0.994

mT ( 2 3 1 4 )

15

j 5 1

 

 

Ak j

 

 

1

0.154

0.111

0.12

 

0.111

 

Ak j

 

A

0

1

 

0.02

 

0.831

 

0.02

 

Ak k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0.004

 

0.236

 

0.315

 

1.126

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 3 4

 

 

 

 

 

 

0

0.172

 

0.144

 

0.116

0.994

j 5 1

 

Ai j

Ai j Ai k Ak

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0.154

0.111

 

0.12

0.111

 

 

 

 

 

A

0

 

1

 

0.02

 

0.831

 

0.02

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

0.235

 

0.312

 

1.125

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

0.141

0.259

 

0.991

 

Найбільший за модулем елемент A3,4=0.312, тоді

 

 

 

 

 

 

k 3

p 3

q 4

 

 

mT ( 2 3 1 4 )

 

 

 

 

A for j 1 5 t Ak j

Ak j Ap j

Ap j t

A for

i 1 4

 

 

t Ai k

 

 

 

 

Ai k

Ai q

 

 

Ai q

t

m

 

t mk

 

 

 

mk mq

 

 

mq t

 

 

j 5 1

 

Ak j

Ak j

 

 

Ak k

 

 

 

 

1

 

0.154 0.111

0.12

0.111

 

 

A

0

 

 

1

 

 

0.02

 

0.831

 

0.02

 

 

 

0

 

 

0

 

 

0.235

 

0.312

 

1.125

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

0.141

 

0.259

 

0.991

 

 

 

 

1

0.154

0.12

0.111

0.111

 

A

0

 

 

1

 

0.831

0.02

 

0.02

 

 

0

 

 

0

 

0.312

0.235

1.125

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

0.259 0.141

0.991

 

mT ( 2

3

4

1 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0.154

0.12 0.111

0.111

 

 

A

0

 

1

0.831

0.02

 

0.02

 

 

 

0

 

0

 

1

0.755

3.607

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

0.259

0.141

0.991

i 4

j 5 1

A

i j

A

i j

A

i k

A

k j

 

1

0.154

0.12

0.111

0.111

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

0

1

0.831

0.02

0.02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

0.755

3.607

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Останній крок:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

0.337

1.926

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0.154

0.12

0.111

0.111

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ak j

 

k 4

j

5 1

 

 

A

 

 

 

 

 

0

1

0.831

0.02

0.02

 

 

 

k

j

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ak k

 

0

0

1

0.755

3.607

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

1

5.722

Матриця коефіцієнтів системи A зведена до трикутного вигляду. Виконуємо зворотний хід

прямими підстановками. Результат запишемо в проміжний вектор y :

16

i 4

i 3 1

yA i i 5

y A i i 5

i 1

Ai k yk k 4

0.516

0.496 y 0.711

5.722

Змінимо порядок змінних згідно вектору m :

mT ( 2 3 4 1 )

x

for i 1 4

 

5.722

 

 

x mi yi

x

0.516

 

 

 

 

0.496

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.711

5.722

0.516

Відповідь: x

0.4960.711

Метод LU-розкладання

Сформуємо матрицю із коефіцієнтів системи:

 

0.11

1.13

0.17

0.18

 

 

1.17

 

 

A

0.13

0.18

0.14

0.11

1.05

0.17

0.15

 

 

 

 

 

 

 

0.15

0.05

0.18

0.11

Формуємо М(1):

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 1 0 0

 

i 2 4

 

 

 

 

Ai 1

 

 

 

1

 

0 0 0

M1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M1i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

0

 

 

 

 

A1 1

 

 

1.1818

1 0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0 1 0

0 0 0 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3636

0 0

1

Помножимо матрицю А зліва на М(1), отримаємо матрицю А(1):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.11

1.13

 

0.17

0.18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1 M1 A

 

A1

 

0

2.5055

0.3809 0.0727

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2.18

 

0

0.33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1.5909

0.4118 0.3555

 

 

 

 

 

 

 

Утворимо матрицю М(2):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 0 0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0 0

 

 

0 1 0 0

 

i 3 4

 

 

A1i 2

 

 

 

0

 

1

0 0

 

 

M2 0

 

 

0

 

M2i 2

 

 

 

 

 

M2

0

0.8701 1

0

 

 

0

1

 

A1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0.635

0

1

 

 

Помножимо матрицю А(1) зліва на М(2), отримаємо матрицю А(2):

 

 

0.11

1.13

0.17

0.18

A2 M2 A1

A2

 

0

2.5055

0.3809

0.0727

 

0

0

0.3314

0.2667

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0.1699

0.3093

17

Утворимо матрицю М(3):

 

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M3

0 1

0

0

i 4

M3i 3

 

A2i 3

 

 

 

1

0

0

0

 

0

0

1

0

 

 

A23 3

 

 

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

M2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0.8701

 

0

 

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0.635

0

1

Помножимо матрицю А(2) зліва на М(3), отримаємо матрицю А(3), яка буде також матрицею U:

 

 

 

 

 

 

 

 

0.11

1.13

 

0.17

0.18

 

 

 

 

 

A3 M3 A2

 

 

A3

 

 

0

 

2.5055

0.3809

0.0727

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

0.3314

0.2667

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

0

 

0.446

 

 

 

 

 

U A3

 

 

 

 

0.11

 

1.13

0.17

0.18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

0

 

2.5055

0.3809

0.0727

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

0.3314

0.2667

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

0

0.446

 

 

 

 

 

 

Нижню трикутну матрицю L отримуємо за ненульових стовпців матриць M (1) , M (2) , M (3)

(знаки змінюються!):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

0

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L (M3 M2 M1)

1

 

1.1818

 

1

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0.8701

 

 

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3636

0.635

0.5128

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконаємо перевірку отриманого розкладання:

 

 

 

 

 

 

 

0.11

1.13

0.17

0.18

 

 

0.11

1.13

 

0.17

0.18

 

 

 

 

L U

0.13

1.17

0.18

0.14

A

 

0.13

1.17

 

0.18

0.14

 

 

 

 

0.11

1.05

0.17

0.15

 

0.11

1.05

 

0.17

0.15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.15

0.05

0.18

0.11

 

 

0.15

0.05

 

0.18

0.11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тепер розв’яжемо систему L y b , яка має вигляд:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y1

1,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,1818 y1 y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1y1 0,8701 y2 y3

 

0,11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,3636 y

 

0,635 y

2

0,5128 y

3

y

4

1,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

y1 b 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y2 b 2 L2 1 y1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y3 b 3 L3 1 y1 L3 2 y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y4 b 4 L4 1 y1

L4 2 y2

L4 3 y3

 

 

y

1.0518

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0252

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.3172

 

 

 

 

18

 

 

Розв’яжемо систему

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,11 x1 1,13 x2

0,17 x3 0,18 x4

1,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0518

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,5055 x2 0,3809 x3 0,0727 x4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3314 x3 0,2667 x4

0,0252

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4460 x4

0,3172

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x4

 

y4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U4 4

 

 

 

y

3

U

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

3

4

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U3 3

 

 

 

y2

U2 4 x4 U2 3 x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U2 2

 

y

1

U

x U

x U

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

1

4 4

1

3 3

 

1

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1 1

 

 

5.7217

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

0.5159

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.4962

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.722

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.7111

Відповідь:

x

 

0.516

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.496

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.711

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Методом прогонки розв’язати СЛАР з тридіагональною матрицею коефіцієнтів:

5x1

x2

2,

x

 

9x 15x

2

3

 

 

 

1

 

 

 

2x2

22x3

8x4

6x3

15x4

4x4

x

4

7x

5

23.

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’яжемо систему функцією Mathcad Find:

73,

90,

50,

5

1 0

0

0

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 15

1 0

0

 

0

 

73

 

 

 

 

 

A 0

2

22 8

0

x 0

b

90

Given

 

 

0

 

 

 

4

 

0

 

50

 

 

0

6

15

A x

 

 

 

0.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

5.498

 

 

 

 

0

0

0

1

7

 

0

 

23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Find (x)

3.175

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.143

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.449

Метод прогонки

Запишемо коефіцієнти системи в окремі вектори (вимірність всіх векторів оберемо однакової n+1=5+1=6, нульові компоненти приймемо рівні нулю):

ORIGIN 0

 

0

 

0

 

 

 

0

 

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

0

 

 

0

a

 

9

b

15

c

 

1

d

 

73

 

 

0

 

 

0

2

22

 

8

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

15

 

 

4

 

 

50

 

 

0

 

 

0

 

1

 

7

 

 

0

 

23

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

 

 

 

 

 

 

Знайдемо прогоночні коефіцієнти:

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0

 

i 1 5

 

 

ci

 

 

 

d i

ai i 1

 

 

0.2

 

 

 

0.4

 

 

i

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

b

 

a

 

b

i

 

 

0.076

 

 

5.258

 

 

 

 

i i 1

 

i

i

i 1

 

 

 

 

 

 

 

3.588

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.361

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.312

 

 

2.219

 

Знайдемо значення невідомих:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

3.449

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.7

 

 

 

 

 

 

 

 

x

0

 

i 4 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi i xi 1 i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

5.498

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

3.175

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.143

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.449

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відповідь:

 

5.498

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

3.175

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.143

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.449

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1.На які дві групи поділяються методи розв’язання СЛАР?

2.Сутність методу Гауса?

3.Поясніть поняття "прямий хід" та "обернений хід" методу Гауса.

4.Алгоритм схеми єдиного ділення.

5.Алгоритм схеми повного вибору.

6.Які схеми реалізації прямого ходу вам ще відомі?

7.Алгоритм методу прогонки.

8.Як зберігають в пам’яті комп’ютера при обчисленнях розріджені матриці?

20