- •3.1 Розв’язування систем лінійних алгебраїчних рівнянь…………………….
- •1. Теоретичні відомості
- •1.1. Методи розв’язування системи лінійних алгебраїчних рівнянь:
- •1.1.1. Метод матричний
- •1.1.2. Метод Крамера:
- •1.1.3. Метод Гауса:
- •1.1.4. Метод Зейделя:
- •1.1.5 Похибка обчислення слр методом lu – розкладу по відношенню до методу Крамера:
- •1.2. Методи обчислення визначених інтегралів:
- •1.2.1. Метод прямокутників
- •1.2.2 Метод трапеції :
- •1.2.3 Метод Сімпсона :
- •1.4 Обробка графічного зображення
- •1.4.1 Класи обробки графічних зображень
- •1.4.2 Методи обробки графічної інформації
- •Знайдемо похибку для розрахунків визначених інтегралів
- •1.2. Розробка псевдокоду функцій:
- •1.2.1. Псевдокод для функції розв’язування системи лінійних алгебраїчних рівнянь.
- •1.2.2. Псевдокод для функції обчислення визначених інтегралів.
- •1.3. Розробка блок-схем функцій
- •1.3.1. Блок-схеми до розв’язування слар Блок схема до методу Гауса.
- •Блок схема до методу Крамера
- •Блок схема до матричного способу
- •1 .3.2. Блок схема до функції визначених інтегралів за квадратною формулою прямокутників
- •1.3.2.Блок схема до функції визначених інтегралів за квадратною формулою трапецій
- •1.3.2. Блок схема до функції визначених інтегралів за квадратною формулою Сімпсона
- •3.1.3. Блок-схема до рекурсії
1.1.3. Метод Гауса:
Нехай дано систему лінійних рівнянь:
(1),
Система
містить m
рівнянь
і n
невідомих.
Очевидно,що серед коефіцієнтів
хоча б один відмінний від нуля. Якщо ж
=0
, то першим в системі (1) запишемо те
рівняння , в якому коефіцієнт при
відмінний від нуля . Позначимо цей
коефіцієнт через
. Перетворимо систему (1) , виключаючи
в усіх рівняннях , крім першого . Для
цього помножимо перше рівняння на
і додамо до другого , потім помножимо
перше рівняння на
і додамо до третього і т. д. При цьому
може статись так , що друге невідоме
також не входить в усі рівняння з номером
. Нехай
- невідоме з найменшим номером , яке
входить в будь-яке рівняння , не рахуючи
першого . Дістанемо систему:
(2).
Застосовуючи до всіх рівнянь , крім першого , таку саму процедуру і виконавши ряд елементарних перетворень , дістанемо систему :
(3).
Тоді приводимо систему до трикутного вигляду,щоб у останньому рівнянні системи була лише одна змінна , у попередньому – дві змінні і т.д. Після чого знаходимо розв’язки системи .
Розглянемо метод Гауса на прикладі:
Для зручності запишемо систему у вигляді розширеної матриці:
|
|
|
|
Відповідь. (0.835 1.032 0.999)
1.1.4. Метод Зейделя:
Метод Зейделя можна вважати модифікацією метода Якобі . Тут використовується метод простої ітерації.
Для того, щоб застосувати метод простої ітерації, необхідно систему рівнянь:
Ax = b
з квадратною невиродженою матрицею A привести до виду:
x
= Bx
+ c
, (1.1)
де B - квадратна невироджена матриця з елементами
;
i, j = 1, 2, ..., n ;
x - вектор-стовпець невідомих
;
c - вектор-стовпець з
елементами
;
i = 1, 2, ..., n.
Нехай маємо систему лінійних рівнянь:
a
11x1
+ a12
x2
+ a13x3
+ … + a1nxn
=
b1
a21x1 + a22 x2 + a23x3 + … + a2nxn = b2 (1.2)
a31x1 + a32 x2 + a33x3 + … + a3nxn = b3
З першого рівняння системи (1.2) виразимо невідому x1:
x1
= a
(b1
– a12x2
– a13x3
– … – a1nxn),
з другого рівняння-невідому x2:
x2
= a
(b2
– a21x1
– a23x3
– … – a2nxn),
Аналогічно шукаємо з третього. Врезультаті отримаємо систему:
x 1 = b12 x2 + b13x3 + … + b1,n-1xn-1 + b1nxn + c1
x2 = b21x1 + b23x3 + … + b2,n-1xn-1 + b2nxn + c2
x3 = b31x1 + b32 x2+ … + b3,n-1xn-1 + b3nxn + c3 (1.3)
Щоб знайти x1 , x2 , x3 підставимо знайдені значення після першої ітерації в систему (1.3).
Розглянемо метод Зейделя на прикладі
Відповідь. (0.82 1.018 0.969)
1.1.5 Похибка обчислення слр методом lu – розкладу по відношенню до методу Крамера:
