5线性代数方程组数值解法.pdf
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1、个人资料整理仅限学习使用1/18 实验 5 线性代数方程组的数值解法化工系毕啸天 2018011811【实验目的】1.学会用 MATLAB 软件数值求解线性代数方程组,对迭代法的收敛性和解的稳定性作初步分析;2.通过实例学习用线性代数方程组解决简化的实际问题。【实验内容】题目 3 已知方程组Ax=b,其中A,定义为32/14/12/132/14/14/12/132/14/14/12/132/14/12/13A试通过迭代法求解此方程组,认识迭代法收敛的含义以及迭代初值和方程组系数矩阵性质对收敛速度的影响。实验要求:b5E2RGbCAP 和不同的方程组右端项向量b,给定迭代误差要求,用雅可比迭代法
2、和高斯-赛德尔迭代法计算,观测得到的迭代向量序列是否均收敛?若收敛,记录迭代次数,分析计算结果并得出你的结论;p1EanqFDPw,将 A 的主对角线元素成倍增长若干次,非主对角线元素不变,每次用雅可比迭代法计算,要求迭代误差满足,比较收敛速度,分析现象并得出你的结论。DXDiTa9E3d 3.1 模型分析选取初始向量x(0=(1,1,1T,b=(1,1,1T,迭代要求为误差满足,编写雅各比、高斯-赛德尔迭代法的函数,迭代求解。RTCrpUDGiT 3.2 程序代码function x=Jacobi(x0,A,b,m D=diag(diag(A。U=-triu(A,1。L=-tril(A,-1
3、。B1=D(L+U。f1=Db。x(:,1=x0。x(:,2=B1*x(:,1+f1。k=1。while norm(x(:,k+1-x(:,k,infm x(:,k+2=B1*x(:,k+1+f1。个人资料整理仅限学习使用2/18 k=k+1。end end function x=Gauss(x0,A,b,m D=diag(diag(A。U=-triu(A,1。L=-tril(A,-1。B2=(D-LU。f2=(D-Lb。x(:,1=x0。x(:,2=B2*x(:,1+f2。k=1。while norm(x(:,k+1-x(:,k,infm x(:,k+2=B2*x(:,k+1+f2。k=k+
4、1。end end A1=3.*eye(20,20。A2=sparse(1:19,2:20,-1/2,20,20。A3=sparse(1:18,3:20,-1/4,20,20。AA=A1+A2+A3+A2+A3。A=full(AA。b=ones(20,1。%输入自选右端项向量b x0=ones(20,1。%输入自选初始向量x0 m=1e-5。x1=Jacob(x0,A,b,m。x2=Gauss(x0,A,b,m。结果输出数据:k 0 1 2 3 4 5 6 7 x 各分量1 0.583333 0.527778 0.499421 0.489583 0.485139 0.483239 0.4823
5、74 1 0.75 0.638889 0.602431 0.586034 0.579162 0.576046 0.574639 1 0.833333 0.715278 0.670139 0.649595 0.640545 0.636396 0.634487 1 0.833333 0.743056 0.693287 0.671586 0.661185 0.6564 0.654137 1 0.833333 0.75 0.704282 0.681713 0.670915 0.665718 0.663238 1 0.833333 0.75 0.707755 0.685571 0.674716 0.66
6、9367 0.666768 1 0.833333 0.75 0.708333 0.687066 0.676272 0.670924 0.668274 1 0.833333 0.75 0.708333 0.687452 0.67685 0.671535 0.668883 1 0.833333 0.75 0.708333 0.6875 0.677039 0.671767 0.669127 1 0.833333 0.75 0.708333 0.6875 0.677079 0.671844 0.66921 1 0.833333 0.75 0.708333 0.6875 0.677079 0.67184
7、4 0.66921 1 0.833333 0.75 0.708333 0.6875 0.677039 0.671767 0.669127 文档编码:CR9W5T7B2U3 HK8I5Y3E6B2 ZD1Y6R9Z7G2文档编码:CR9W5T7B2U3 HK8I5Y3E6B2 ZD1Y6R9Z7G2文档编码:CR9W5T7B2U3 HK8I5Y3E6B2 ZD1Y6R9Z7G2文档编码:CR9W5T7B2U3 HK8I5Y3E6B2 ZD1Y6R9Z7G2文档编码:CR9W5T7B2U3 HK8I5Y3E6B2 ZD1Y6R9Z7G2文档编码:CR9W5T7B2U3 HK8I5Y3E6B2 ZD
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14、0.676272 0.670924 0.668274 1 0.833333 0.75 0.707755 0.685571 0.674716 0.669367 0.666768 1 0.833333 0.75 0.704282 0.681713 0.670915 0.665718 0.663238 1 0.833333 0.743056 0.693287 0.671586 0.661185 0.6564 0.654137 1 0.833333 0.715278 0.670139 0.649595 0.640545 0.636396 0.634487 1 0.75 0.638889 0.60243
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20、798 0.481713 0.481672 0.481653 0.481644 0.48164 0.481638 3.3 改变迭代初始值3.3.1 将 x0 各分量初值置为0 增加一句代码为:x0=zeros(20,1。k 0 1 2 3 4 5 6 x 各分量值0 0.333333 0.416667 0.453704 0.468943 0.475823 0.478928 0 0.333333 0.472222 0.527778 0.552662 0.563786 0.568911 0 0.333333 0.5 0.571759 0.604552 0.619567 0.626559 0 0.3
21、33333 0.5 0.581019 0.618441 0.636156 0.644499 0 0.333333 0.5 0.583333 0.62365 0.643004 0.652308 0 0.333333 0.5 0.583333 0.624807 0.645062 0.654947 0 0.333333 0.5 0.583333 0.625 0.645689 0.655883 0 0.333333 0.5 0.583333 0.625 0.645817 0.656162 0 0.333333 0.5 0.583333 0.625 0.645833 0.656235 0 0.33333
22、3 0.5 0.583333 0.625 0.645833 0.656249 文档编码:CR9W5T7B2U3 HK8I5Y3E6B2 ZD1Y6R9Z7G2文档编码:CR9W5T7B2U3 HK8I5Y3E6B2 ZD1Y6R9Z7G2文档编码:CR9W5T7B2U3 HK8I5Y3E6B2 ZD1Y6R9Z7G2文档编码:CR9W5T7B2U3 HK8I5Y3E6B2 ZD1Y6R9Z7G2文档编码:CR9W5T7B2U3 HK8I5Y3E6B2 ZD1Y6R9Z7G2文档编码:CR9W5T7B2U3 HK8I5Y3E6B2 ZD1Y6R9Z7G2文档编码:CR9W5T7B2U3 HK8I
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