Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Численное решение систем нелинейных уравнений




Постановка задачи

Дана система линейных уравнений

(1)

Введём обозначения: вектор - вектор аргументов:

Аналогично вектор функций

Тогда систему 1 можно переписать в виде:

Система линейных уравнений в общем виде неразрешима. Поэтому мы будем рассматривать только численные методы решения системы линейных уравнений.

 

Метод Ньютона

Для уравнения имеет вид:

По анологии метод Ньютона для системы линейных уравнений

где - вектор аргументов на -ом шаге итерации

- значения вектора функций (системы уравнений) при

- обратная матрица Якоби

- матрица, Якоби-матрица, состоящая из частных производных

Вполне естественно очевидно, что формулу Ньютона можно применять в том случае, когда Якоби-матрица неособенная, невырождённая, то есть .

Пример:

Дано:

Матрица Якоби

Превоначальная оцнка

1)

2)

3)

- = - =

и так далее

Результаты итераций лучше всего сводить в таблицу

  3,4 0,097 2,2 0,076
  3,497   2,276  
         

Прекращаем вычисления, когда - заданная точность.

Как и в любых численных методах встают следующие задачи: о сходимости метода и о выборе начального значения.

 

Сходимость метода Ньютона

Вопросами сходимости метода Ньютона занимались такие учёные, как Виллус, Стёпин, Островский, Канторович и другие. Мы же будем рассматривать сходимость, единственность корня и выбор начального условия по Канторовичу. При рассмотрении этих характеристик метода ипользуются понятия нормы. Поэтому прежде дадим определения:

-нормой - называется максимальная сумма модулей элементов по строкам.

-нормой - называется максимальная сумма модулей элементов по столбцам.

-нормой - нызывается квадратный корень из суммы квадратов модулей элементов матрицы

Пример:

Для оценки матриц, используемых в методе Ньютона для нелинейных систем, будем использовать -нормы, а именно

 

Теорема о существовании корней и сходимости процесса Ньютона

Пусть дана нелинейная система уравнений

,

где - вектор-функция определена и непрерывна вместе со своими частными производными первого и второго порядков в некоторой области . Положим, что - есть точка, лежащая в вместе со своей замкнутой -окрестностью. При этом выполняются следующие условия:

1) матрица Якоби при имеет обратную функцию

2)

3)

4) постоянные удовлетворяют неравенству

Тогда процесс Ньютона при начальном приблежении сходится к решению - есть решение такое, что

Для проверки условия даёт оценку расходимости начального и первого приблежения.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-24; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 525 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

80% успеха - это появиться в нужном месте в нужное время. © Вуди Аллен
==> читать все изречения...

2272 - | 2124 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.007 с.