Метод простых итераций

Материал из MachineLearning.

Перейти к: навигация, поиск

Содержание

Постановка задачи

Пусть есть функция y = f(x).
Требуется найти корень этой функции, то есть x при котором f(x)=0
Решение необходимо найти численно, то есть для реализации на ЭВМ. Для решения этой задачи предлагается использовать метод простых итераций и его обобщения.

Метод простых итераций в общем виде

Заменеим исходное уравнение f(x)=0 на эквивалентное g(x)=x.
Итерации будем строить по правилу g(x_n)=x_{n+1}
Для сходимости метода очень важен выбор функции g(x), поэтому ее обычно берут вида g(x)=x+s(x)f(x).
Где s(x) не меняет знака на отрезке, на котором ищется корень функции.
Таким образом метод простой итерации - это одношаговый итерационны процесс.

Сходимость метода простых итераций

Метод сходится, если при k \to \infty последовательность {x_n} имеет предел.

Метод релаксации

Положим s(x) = c = const b и рассмотрим метод в этом случае.
Тогда получим f(x_n) = \frac{x_{n+1}-x_{n}}{c}.
Обозначим U_r(a) = \{x:|x-a|<r\}, то есть окрестность с радисом r.
Теорема.Если g(x) Липшиц непрерывна с константой q \in (0,1) на U_r(a), то есть выполняется |g(x'')-g(x')|<q|x''-x'|. При этом если также выполнено |g(a)-a|<(1-q)r, то уравнение x = g(x) имеет решение на U_r(a) и метод простой итерации сходится к решению при любом выборе начального приближжения x_1 \in U_r(a).


Числовые примеры

Рекомендации программисту

Заключение

Ссылки

Список литературы

  • А.А.Самарский, А.В.Гулин. Численные методы. Москва «Наука», 1989.
  • Н.Н.Калиткин. Численные методы. Москва «Наука», 1978.
Личные инструменты