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文档简介
数值分析逐次超松弛迭代法1第一页,共42页。2第二页,共42页。3第三页,共42页。
例1方程组4第四页,共42页。图表6.1图表6.25第五页,共42页。
从表6.2得到算法6.3应用SOR方法解方程组6第六页,共42页。3.2SOR方法的收敛性现在,我们来讨论逐次超松弛迭代法的收敛性问题.
证明由(3.5)式,有7第七页,共42页。
证明
8第八页,共42页。9第九页,共42页。3.3相容次序、性质A和最正确松弛因子10第十页,共42页。
注意:
例3
定义3
11第十一页,共42页。
例4
图6.112第十二页,共42页。
在每一个内部结点上,我们用二阶中心差代替问题(3.7)中的二阶导数
那么有13第十三页,共42页。
(3.9)图6.214第十四页,共42页。由于边界结点上问题(3.7)的解的值为(3.10)因此方程组(3.10)可写成15第十五页,共42页。(3.11)或写成(3.12)方程组(3.12)的系数矩阵是强优对角的,因而是非奇异的.因此方程组(3.12)有唯一解我们可以将它的分量作为问题(3.7)的数值解,即问题(3.7)的解在内部结点处的近似值.16第十六页,共42页。(3.9)是常用的所谓五点格式(参见图6.3).注意:图6.317第十七页,共42页。例如图6.418第十八页,共42页。定理4假设矩阵且具有相容次序,那么它必具有性质A.19第十九页,共42页。
20第二十页,共42页。定理6证明21第二十一页,共42页。充分性在例4中,如果将图6.2的结点编号2与5对调,那么得到的方程组的系数矩阵是22第二十二页,共42页。它具有(3.13)的形式.这个矩阵实际上又是交换方程组(3.12)的系数矩阵(具有性质A)的第2行与第5行,第2列与第5列得到的,因此排列矩阵定理7定理823第二十三页,共42页。证明24第二十四页,共42页。定理9证明25第二十五页,共42页。据定理8有26第二十六页,共42页。引理(3.20)27第二十七页,共42页。的根的模小于l的充分必要条件是
(3.21)证明28第二十八页,共42页。定理1029第二十九页,共42页。证明30第三十页,共42页。定理11(3.23)那么(3.24)证明31第三十一页,共42页。(3.25)32第三十二页,共42页。现在证明(3.27)33第三十三页,共42页。34第三十四页,共42页。从而,由(3.25)和(3.27)式,有故(3.24)式成立35第三十五页,共42页。(3.29)而且以及(3.30)而且,由(3.24)式,显然有(3.31)36第三十六页,共42页。因子为例5方程组的系数矩阵37第三十七页,共42页。表一表二38第三十八页,共42页。3.4SOR方法的收敛速度定理12(3.35)39第三十九页,共42页。证明(1)在定理12的假设下,据定理11显然有(3.36
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