65833

Решение систем линейных алгебраических уравнений

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Задание 1 Условие: Решить СЛАУ методом итераций Якоби либо Зейделя: Ход работы: Итерационный метод Якоби: Достаточное условие сходимости: Чтобы выполнялось достаточное условие сходимости преобразуем систему: Блоксхема метода Якоби: Код программы: for i:=1 to 4 do x[i]:=1; e:=0.001; k:=0; while k=0 do begin dx:=0; for i:=1 to 4 do begin s:=0; for j:=1 to i1 do...

Русский

2014-08-09

741 KB

10 чел.

Выполнил: Марудо А.В., 2 курс, 3 группа

Проверил: Шапочкина Ирина Викторовна

Лабораторная работа #1(вариант #5)

Тема: Решение систем линейных алгебраических уравнений.

Цель: Найти решение СЛАУ, т.е. такую упорядоченную совокупность чисел, которая обращает все уравнения системы в верное равенство, пользуясь прямыми (точными) и итерационными методами решения систем.

Задание 1

Условие: Решить СЛАУ методом итераций (Якоби либо Зейделя):

Ход работы: 

Итерационный метод Якоби:

Достаточное условие сходимости:

Чтобы выполнялось достаточное условие сходимости, преобразуем систему:

Блок-схема метода Якоби:

Код программы:

   for i:=1 to 4 do

     x[i]:=1;

     e:=0.001;

     k:=0;

      while k=0 do

       begin

        dx:=0;

        for i:=1 to 4 do

         begin

          s:=0;

          for j:=1 to i-1 do

           s:=s+a[i,j]*x[j];

            for j:=i+1 to 4 do

             s:=s+a[i,j]*x[j];

             y:=(b[i]-s)/a[i,i];

             d:=abs(y-x[i]);

             if d>dx then

              dx:=d;

              x[i]:=y;

         end;

            if dx<e then k:=1;

       end;

Вектор невязки

for t:=1 to 4 do

  begin

   for q:=1 to 4 do

    v[t]:=v[t]+x[q]*a[t,q];

  end;

 Label12.Caption:=Floattostr(v[1]+2);

 Label13.Caption:=Floattostr(v[2]+32);

 Label14.Caption:=Floattostr(v[3]-26);

 Label15.Caption:=Floattostr(v[4]+26);

Полученные результаты:

Задание 2

Условие: Решить СЛАУ Методом Гаусса с постолбцовым выбором главного элемента:

Ход работы:

Метод Гаусса:

Идея метода: привести матрицу к нижнему треугольному виду последовательным выполнением арифметических операций построчно.

Преобразуем систему, чтобы избавиться от нулевых и близких к нулю диагональных элементов, для проведения прямого хода:

Блок-схема метода Гаусса:

Код программы:

Прямой ход

  n:=4;

  for i:=1 to n do

    begin

     l:=i;

     for z:=i+1 to n do

       begin

        if (Abs(a[z,i])<(Abs(a[l,i]))) then

        l:=z;

        if l<>i then

         begin

          for j:=i to n do

           begin

            q:=a[i,j];

            a[i,j]:=a[l,j];

            a[l,j]:=q;

           end;

          w:=b[i];

          b[i]:=b[l];

          b[l]:=w;

         end;

       end;

     for k:=i+1 to n do

       begin

        c:=a[k,i]/a[i,i];

        for j:=i+1 to n do

         begin

          a[k,j]:=a[k,j]-c*a[i,j];

         end;

        b[k]:=b[k]-c*b[i];

       end;

    end;

Обратный ход

for i:=n downto 1 do

 begin

  s:=0;

  for j:=i+1 to n do

   begin

    s:=s+a[i,j]*x[j];

   end;

  x[i]:=(b[i]-s)/a[i,i];

 end;

Вевтор невязки

for t:=1 to 4 do

  begin

   for g:=1 to 4 do

    v[t]:=v[t]+x[g]*u[t,g];

  end;

 Label12.Caption:=Floattostr(v[1]-125);

 Label13.Caption:=Floattostr(v[2]-23);

 Label14.Caption:=Floattostr(v[3]-58);

 Label15.Caption:=Floattostr(v[4]+90);

Полученные результаты:

Вывод:

В данной работе были написаны программы для нахождения решения СЛАУ прямым (Гаусса) и итерационным (Якоби) методами. Исходные системы уравнений имеют 4-й порядок. Это позволило нам использовать оба метода (для прямых методов m<=100).

Для каждой из систем была найдена своя совокупность чисел-решений. Если подставить в исходные системы найденные переменные, уравнения системы обращаются в верные тождества.

Анализируя данные мы видим, что вычисленные векторы невязки малы, что указывает на близость найденных решений к точным, эти погрешности обусловлены машинным округлением. Также можно заметить, что итерационный метод дает погрешность больше, чем прямой.

БГУ

Физический факультет

2011/2012 учебный год

Минск

PAGE   \* MERGEFORMAT 1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

77506. Поведение в типичных ситуациях делового общения 44.5 KB
  Если у двери оказались начальник его заместитель и женщина дверь открывает тот кто ближе всего к ней даже женщина. Неплохо если дверь откроет и подержит пропуская своих подчиненных начальник. В данной ситуации как будто нарушена субординация Да но авторитет начальника как воспитанного человека несомненно возрастет. Как должен поступить начальник при встрече с сотрудником которому он должен задать вопрос не требующий обязательного рассмотрения в кабинете Остановив подчиненного он прежде всего здоровается а затем задает...
77507. ЭТИКА СЛУЖЕБНЫХ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ МУЖЧИНЫ И ЖЕНЩИНЫ 32 KB
  Можно предположить что более низкий чем у мужчин порог страха заложен в прекрасной половине генетически идет из глубины веков из тех времен когда самым важным было наличие физической силы интеллект не принимался во внимание а поскольку женская физическая сила меньше чем физическая сила мужчины женщина большую часть своей жизни находилась в страхе тревоге. Развитие человечества не привело к исчезновению этих страхов хотя в современном мире женщина может восполнить отсутствие физической силы подобной мужской с помощью...
77509. Землетрясения и сейсмическая опасность 31.5 KB
  При недостаточной прочности сейсмостойкости конструкций происходят их повреждения различной степени или разрушения. Анализ последствий землетрясений показывает что здания различной конструкции получают следующие повреждения если сейсмические воздействия превышают расчетные для зданий запроектированных с учетом требований...
77510. ПОЖАРЫ И ВЗРЫВЫ 29.08 KB
  Результат распределения энергии по видам характеризует степень опасности для человека и окружающей территории далее объекта безопасности которая обусловлена негативным воздействием на объект безопасности и заключается в формировании опасных факторов часть из которых может быть поражающими Объекты на которых могут возникать опасные явления со взрывами и пожарами относят к классу взрывопожароопасных. В физикохимической основе пожара лежит процесс горения. Продвижение людей и техники по застроенной территории между отдельными пожарами...
77511. Повышение устойчивости объектов экономики 25.02 KB
  Принципы разработки и реализации мероприятий по повышению устойчивости объекта экономики. Поскольку на промышленном объекте с течением времени условия обстановка характеристики отдельных элементов оборудование технологический процесс могут меняться то необходимо периодически по планам министерств и ведомств в установленные сроки проводить исследования и оценку устойчивости функционирования объекта в ЧС в том числе в военное время. Цель исследования состоит в том чтобы выявить уязвимые места в функционировании объекта в ЧС особенно в...
77512. Природные факторы опасности 27.27 KB
  Классификация природных факторов опасности. Стихийные бедствия и явления. Геологические ЧС. Метеорологические опасности. Гидрологические опасности. Природные пожары. Лесные пожары. Торфяные пожары. Степные пожары.
77513. Оценка обстановки при природных ЧС 23.4 KB
  Планирование и заблаговременное проведение предупредительных мероприятий по борьбе с заторами льда необходимо осуществлять на основе прогнозирования максимальных уровней воды при ледоходе. В основном мероприятия связаны со способами влияния на толщину льда перед вскрытием. Подобное воздействие на процесс образования зажоров позволит снизить уровни воды периода ледостава а также снизить толщину льда в местах где традиционно образуются зажоры а затем заторы. В случае установления ледостава с высоким уровнем воды зажорно заторного характера...
77514. Техногенные ЧС. Классификация АХОВ 30.9 KB
  Классификация АХОВ. Классификация АХОВ. Выбросы аварийных химически опасных веществ АХОВ могут произойти при повреждениях и разрушениях емкостей при хранении транспортировке или переработке. Кроме того некоторые нетоксичные вещества в определенных условиях взрыв пожар в результате химической реакции могут образовать АХОВ Химически опасный объект ХОО предприятие народного хозяйства при аварии или разрушении которого могут произойти массовые поражения людей животных и растений АХОВ.