- •1 Выполнение курсовой работы
- •1.1 Решение систем линейных уравнений
- •1.1.1 Общие положения
- •1.1.2. Метод исключения (метод Гаусса)
- •Компактная схема Гаусса (схема Холецкого)
- •1.1.4. Метод Гаусса – Жордана
- •1.1.5. Метод простой итерации
- •1.1.7 Полученные решения
- •Общие положения
- •Интерполяционная формула Лагранжа
- •1.2.3 Сплайн-интерполяция
- •1.2.4 Полученные решения
- •Решение обыкновенных дифференциальных уравнений
- •1.3.1 Общие положения
- •1.3.2. Модификации метода Эйлера
- •Интерполирование функций
- •1.4.2 Полученные решения
- •1.5 Многомерная оптимизация
- •Общие сведения
- •1.5.2 Полученные решения
- •2 Исходные тексты
1.1.4. Метод Гаусса – Жордана
Метод
исключает обратный ход при решении
системы методом Гаусса. Первый шаг
исключения
совершают обычным методом Гаусса, т.е.
при
умножают
первое уравнение системы (4.4) на множители
,
,
и вычитают из каждого
-го
уравнения. В результате получают систему

(4.16)
На
втором шаге исключают
из
всех уравнений системы (4.16) кроме второго
(в т.ч. и из первого уравнения). Для этого
умножают второе уравнение системы
(4.16) на множители
,
,
,
и вычитают из каждого
-го
уравнения системы. Получают систему
уравнений


В
итоге система (4.4) приводится к диагональному
виду
,
откуда
каждое значение
находят путем только одного деления.
1.1.5. Метод простой итерации
Пусть
дана линейная система, которую можно
записать в виде матричного уравнения.
И пусть диагональные коэффициенты
системы
.
Систему записывают в матричной форме
и
решают методом последовательных
приближений. За нулевое приближение
принимают столбец свободных членов
.
Любое
-е
приближение вычисляют как
.
Если
последовательность приближений
имеет предел
, то этот предел – решение системы.
Достаточные условия сходимости процесса итераций. Для системы
![]()
процесс итерации сходится к единственному решению независимо от выбора начального приближения, если выполнены неравенства
,
т.е., если модули диагональных коэффициентов для каждого уравнения системы больше модулей всех остальных коэффициентов (без учета свободных членов).
1.1.6. Итерационный метод Зейделя
Рассматривается линейная система из трех уравнений с тремя неизвестными

.
Пусть
,
тогда по аналогии с методом простой
итерации система может быть записана
в виде

.
Используя первое приближение к решению системы
,
вычисляют
новое значение
:
.
Далее
вычисляют новое значение
:
.
Используя
вычисленные значения
и
,
находят новое значение
:
.
На этом заканчивается первая итерация.
Далее
заменяют исходные значения на
и вычисляют следующее приближение. В
общем случае
-е
приближение определяется формулами:
![]()

.
![]()
Правило останова вычислений задают следующим образом:
1) по максимальным значениям абсолютных разностей
,
где
– некоторое положительное число;
2) по максимальным значениям относительных разностей
при
условии, что
.
1.1.7 Полученные решения
ans =
Решение методом Гаусса:
gx =
-2.8981 -0.6836 4.1805 -0.9516
ans =
Погрешности:
ex =
[ .894884283678676721330088449852e-1, .41886419936425345883273508117116, -.3474691003020480824058774293738, -.17941010364581560941716176631249]
ans =
Решение методом Холецкого:
xh =
-2.8981 -0.6836 4.1805 -0.9516
ans =
Погрешности:
ex =
[ .894884283678685603114285451104e-1, .41886419936425579030108679399989, -.3474691003020507469411365297495, -.17941010364581649759558146643773]
ans =
Решение методом Гаусcа-Жордана:
xgj =
-2.8981 -0.6836 4.1805 -0.9516
ans =
Погрешности:
ex =
[ .894884283678676721330088449852e-1, .41886419936425301474352523110854, -.3474691003020480824058774293738, -.17941010364581649759558146643773]
