Решение алгебраических и трансцендентных уравнений




НазваниеРешение алгебраических и трансцендентных уравнений
страница14/27
Дата21.05.2013
Размер2.1 Mb.
ТипРешение
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   27

Регуляризация решения


При решении систем методом Гаусса желательно предусмотреть на каждом шаге перестановку уравнений. Необходимость в этом возникает в том случае, когда разрешающий элемент шага равен нулю и мы не можем из данного уравнения выразить эту переменную, чтобы подставить ее в последующие уравнения системы. Тогда в качестве разрешающего элемента берется максимальный по модулю элемент данного столбца, расположенный в нашей матрице ниже, а затем два уравнения меняют местами.

Задача 7.4. Докажите, что в невырожденных системах не может встретиться случай, когда и разрешающий элемент, и все элементы столбца ниже него на каком-то шаге окажутся равными нулю одновременно.

Более того, плох также случай, когда разрешающий элемент близок к нулю, поскольку при вычислениях нам приходится делить на него. В связи с конечной разрядностью вычислений, особенно при машинной реализации, чем меньше по модулю разрешающий элемент, тем больше на этом шаге погрешности округления при вычислениях. Пример полезности данного правила легко видеть при решении без перестановки уравнений и с таковой указанной ниже системы. При этом, для уменьшения громоздкости примера мы считаем, что все вычисления производятся с точностью до 5 значащих цифр.

___________________________________________

| 1.2357 | 2.1742 | -5.4834 | -2.0735

0 | 6.0696 | -6.2163 | -4.6921 | -4.8388

| 3.4873 | 6.1365 | -4.7483 | 4.8755

___|_________|_________|_________|__________

1 | 4.919 | -16.895 | 22.242 | 5.3462

| 2.8221 | 0.0007 | 10.727 | 10.727

___ |__ ______|_________|_________|__________

2 | | 0.41E-04 | 10.728 | 10.727

___ |_________|_________|_________|__________

| x3 = 0.99991

| x2 = 0.99994

| x1 = 0.99968

___ |_______________________________________

Правильный ответ: х1=1, х2=1, х3=1

Теперь поменяем местами 2-е и 3-е уравнения:

__________________________________________

| 1.2357 | 2.1742 | -5.4834 | -2.0735

0 | 3.4873 | 6.1365 | -4.7483 | 4.8755

| 6.0696 | -6.2163 | -4.6921 | -4.8388

___|_________|__________|_________|__________

1 | 2.8221 | 0.0007 | 10.727 | 10.727

| 4.919 | -16.895 | 22.242 | 5.3462

___|_________|_________|_________|__________

2 | | 24136 | 258930 | 258910

___|_________|_________|_________|___________

| x3 = 0.99992

| x2 = 1.4286

| x1 = 2.9021

___|________________________________________

Во втором случае полученные ответы значительно хуже, т.к. разрешающий элемент 0.0007 - очень маленькое число. Тем самым, для более качественного решения систем методом Гаусса надо предусмотреть на каждом шаге перестановку уравнений.
  1. Описание метода Гаусса для вырожденных систем.


Хочется еще раз подчеркнуть, что метод Гаусса приспособлен и для решения вырожденных систем. Отличия при этом невелики. Приведение системы происходит описанным выше методом, но не обязательно к верхнетреугольному виду, а к более общему -ступенчатому. Если на каком-то шаге прямого хода встречается ситуация, когда в столбце не только разрешающий элемент, но и все элементы ниже него равны нулю (переменная как-бы исключилась сама по себе), то мы просто начинаем из этого же уравнения исключать сразу следующую переменную, т.е. переходим к следующему столбцу, не переходя к следующей строке. После окончания прямого хода возможны два варианта:

  • либо мы видим, что полученная система несовместна, когда в одной из последних ненулевых строк все коэффициенты левой части равны 0, а свободный член – нет

  • либо система имеет бесконечное множество решений, которые можно получать следующим общим способом – задать произвольные значения всем «свободным» переменным, которые были пропущены в процессе исключения, т.е. «исключились сами по себе» и вычислить значения всех остальных переменных по формулам обратного хода.
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   27

Похожие:

Решение алгебраических и трансцендентных уравнений iconВопросы к вступительному экзамену в аспирантуру по специальности
Однородные системы линейных алгебраических уравнений. Решение систем линейных уравнений с помощью метода Гаусса
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений iconТехнология решения систем линейных алгебраических уравнений в распределенной вычислительной среде
Рассматривается технология решения больших систем линейных алгебраических уравнений вида
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений iconТема №121: Методика обучения решению тригонометрических уравнений и неравенств Примерное содержание
Решение уравнений вида tg t = m. Арктангенс. Методы решения тригонометрических уравнений. Однородные уравнения. Решение тригонометрических...
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений iconРешение систем линейных алгебраических уравнений
Матрицы. Линейные операции над матрицами: сложение и вычитание матриц, умножение матрицы на число. Умножение матриц
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений iconОбласть применения компьютеров для решения разнообразных задач по обработке информации быстро расширяется. Можно выделить три вида информации и соответственно
Вычислительные задачи, связанные с обработкой числовой информации, например, решение систем линейных алгебраических уравнений
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений icon«Нестандартные методы решения уравнений» Заяц Светлана Александровна
Решение некоторых уравнений сведением их к решению систем уравнений относительно новых неизвестных
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений iconТема: Решение тригонометрических уравнений (Т. У.)
Методические приёмы: сообщения учащихся, представление нового материала путём поиска решений уравнений, самостоятельная работа по...
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений iconРадиофизический факультет
Ип в различных системах. Также содержание дисциплины направлено на обучение студентов основам решения задач линейной алгебры, решения...
Решение алгебраических и трансцендентных уравнений iconПрямые методы решения систем линейных алгебраических уравнений

Решение алгебраических и трансцендентных уравнений iconРешение этой системы уравнений подтверждает математическое предвидение A. Beal и связь этого предвидения с элементарным
Предлагаю Вашему вниманию решение этой проблемы как решение системы уравнений A. Beal и P. Fermat
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница