第四章:方程求根的迭代法

寫在前面
前面的幾章都是在求函數(shù)券坞,本章我們開始解方程了克饶!

4.1 二分法

二分法都很熟悉了抬纸,上一張圖就好啦:

二分法這里再記一個誤差分析吧帮掉,當?shù)趉次二分的時候弦悉,區(qū)間為[ak,bk],則誤差為:

4.2 不動點迭代

啥樣是不動點蟆炊?

不動點的格式:

使用不動點求解非線性方程的根的基本思路:

用簡單迭代法(不動點)求解方程的例題:

這里的不動點方程可以構造很多種形式:
但是其中的2稽莉、3式不收斂,無法近似得到根盅称,所以啟示我們要挑選合適的不動點肩祥。

接下來的兩節(jié)講的是全局收斂和局部收斂,其中的推導公式就不在這兒寫了缩膝,ppt都有混狠,我覺得這個地方出題不是很好出,就算出了也不會太難疾层,所以就略過吧将饺。

關于收斂的一個例題


分別構造不同的不動點:
從而可以比較他們收斂的速度。

引入迭代過程的收斂速度:

p階收斂的條件:

例題:

不難看出痛黎,該方程的解為根號五予弧,帶入

4.3 加速的迭代法

Aitken加速算法:

用例題理解:

其實就是往公式里面帶入值,然后一個個往后算湖饱,列個表就完事兒

4.4 牛頓迭代法

原理:將非線性方程線性化掖蛤。
牛頓迭代公式:

幾何上就是取點,做切線和x軸相交井厌,再取點····

拿一個例題就明白啦:

做好準備工作蚓庭,求出f(x)及其導數(shù)致讥,代入公式,選取一個合適的點器赞,這個點不能太遠垢袱,稍微估計一下:

又要分析收斂性了:

到這兒撿幾個公式用用就好啦

例:


把x*的值分別帶入到迭代函數(shù)的導數(shù)中,啥時候導數(shù)不等于零了港柜,啥時候就完事兒了请契,幾階導就是幾階收斂

牛頓下山了:
為了防止迭代發(fā)散,在迭代過程中附加一項要求夏醉,即單調性:


具體做法:


迭代法的變形:

其中M是一個常數(shù)

弦截法:本來是取點做切線爽锥,現(xiàn)在直接找兩個點做弦。

弦截法公式

例題:


不一樣的是授舟,要找兩個初始值了救恨,下面再帶公式:

練習

1.將 f(x)=0 化成 x=g(x) 的結果是唯一的。錯誤
2.初值的選取影響Newton迭代法的收斂性释树。正確
3弦截法就是用曲線上的兩個初始點進行插值,用插值函數(shù)的解作為近似解擎淤,然后逐次迭代奢啥。有必要用更高次的插值函數(shù)構造迭代嗎?沒有


第五章:線性方程組的迭代法

定義:

Jacobi雅可比迭代法:

其中D嘴拢、L桩盲、U

求解雅可比迭代法:

例題:


直接帶公式:


將雅可比迭代法改進,就得到了GS迭代法:


求解:

同樣的例題用高斯-賽德爾迭代:

類似的方法:

GS迭代收斂速度更快一些席吴。

逐次超松弛迭代法:這個推導實在看不懂了赌结,直接寫個解法吧:

上例題:


直接帶公式吧:

收斂性我實在搞不動了,xdm自己看視頻吧孝冒。


第五章柬姚,說實話,我沒太看出來考點庄涡,以我淺薄的理解量承,如果考,就差不多一樣的題穴店,如果不一樣撕捍,那大家等死吧。

完結撒花

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