第5章 线性方程组的迭代解法
一、考核知识点:
向量范数与矩阵范数及其性质,谱半径,严格对角占优矩阵,迭代法的收敛性,雅可比迭代法与高斯-塞德尔迭代法及其收敛性。
二、考核要求:
1.了解向量范数的定义、性质;了解矩阵范数的定义、性质,知道谱半径的定义。
2.了解严格对角占优矩阵;了解迭代法的收敛性。
3.熟练掌握雅可比迭代法,了解其收敛性。
4.熟练掌握高斯-塞德尔迭代法,了解其收敛性。
三、重、难点分析
例1 已知向量X=(1,-2,3),求向量X的三种常用范数。
解 ,
证明
证明 因为
所以
例3 已知矩阵,求矩阵A的三种常用范数。
解 ,,
例4 已知方程组
(1)写出解此方程组的雅可比法迭代公式
(2)证明当时,雅可比迭代法收敛
(3)取,,求出。
解 (1)对,从第个方程解出,得雅可比法迭代公式为:
(2)当时,A为严格对角占优矩阵,所以雅可比迭代法收敛。
(3)取,
由迭代公式计算得
, ,
, ,
则 =(, ,)
例5 用高斯——塞德尔迭代法解方程组
(1)证明高斯——塞德尔迭代法收敛
(2)写出高斯——塞德尔法迭代公式
(3)取,求出
解 (1)因为A为严格对角占优矩阵,故高斯——塞德尔迭代收敛。
(2)对,从第个方程解出,得高斯——塞德尔法迭代公式为
(3) , ,
, ,
则=(, ,)