Gauss–Seidel迭代 + Jacobi迭代

一、Gauss–Seidel Iteration(高斯-賽德爾迭代

https://en.wikipedia.org/wiki/Gauss%E2%80%93Seidel_method

高斯-賽德爾迭代是數值代數中的一種迭代法,用於求解線性方程組linear system of equations)。 

對於由工程技術中產生的大型稀疏矩陣方程組(階數很高,但零元素較多,例如求某些偏微分方程數值解所產生的線性方程組),利用迭代法求解此方程組比較合適,在計算機內存和運算兩方面,迭代法通常都可利用矩陣中有大量零元素的特點。

迭代過程:

有方程組Ax = b,其中:


A拆成兩個矩陣,上三角矩陣U下三角矩陣L*



則這個方程組可以變形爲:


由此建立迭代公式:


這個公式還可以繼續展開成這樣:


展開方法是前向替換forward substitution

先介紹前向替換:

對於方程Lx = b,其中Lmm列的下三角矩陣xb如下:


展開方程Lx = b


解出x


回到剛纔的步驟,條件如下:




展開方程:


其中x3:


所以xi:


迭代公式:


二、Jacobi method(雅可比方法

https://en.wikipedia.org/wiki/Jacobi_method

迭代過程:

設方程組Ax = b,其中:


A拆成兩個矩陣,對角矩陣D和剩餘部分的矩陣R



則這個方程組可以變形爲:


這個公式還可以繼續展開,過程如下:


最終:



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