Знаходження власних значень симетричної тридіагональної матриці в середовищі програмування delphi

Програма, написана в середовищі програмування delphi 7, і призначена для знаходження власних значень симетричної тридіагональної матриці, використовуючи при цьому метод половинного ділення. Інтерфейс delphi-проекту аналогічний проектам, в яких було реалізовували інші чисельні методи розв'язку задач на власні значення (метод вичерпування на delphi, метод Крилова на delphi, степеневий метод на delphi та інші), лише з двома відмінностями: передбачено можливість вказати порядковий номера власного значення та точність з якою необхідно його обчислити. Тобто, для того, щоб відшукати будь-яке власне значення матриці необхідно, на першому кроці, у відповідне поле, задати її розмірність, заповнити комірки таблиці StringGrid значеннями її елементів, вказати номер власного значення і точність обчислювального процесу після чого скористатись кнопкою «Знайти власне значення матриці».

Інтерфейс delphi-проекту "Знаходження власних значень матриці методом половинного ділення"

Інтерфейс delphi-проекту "Знаходження власних значень матриці методом половинного ділення"

Результатом роботи програми є вивід в правій частині форми наближеного значення для шуканого власного значення.

Читати повністю

Знаходження власних значень тридіагонольної симетричної матриці методом половинного ділення

Перш ніж приступити до розгляду методу половинного ділення, та застосування його для знаходження власних значень тридіагонольної симетричної матриці, попередньо розглянемо означення послідовності Штурма, та основну її властивість, на якій грунтується даний метод.

Отже, нехай маємо деяку тридіагональну матрицю виду:

Відзначимо, що матриці такого виду виникають при описі або рішення деяких прикладних задач. Крім того, задачі на власні значення для симетричних трехдіагональной матриць іноді є частиною рішения задач на знаходження власних значень довільних симетричних матриць. Природно, що задача знаходження власних значень симетричних трехдіагональной матриць простіше, ніж аналогічна задача для довільної симетричної матриці.

Читати повністю

Програмна реалізація методу окантування для знаходження обернеої матриці

Програма реалізована в середовищі програмування Delphi 7 і призначена для відшукання оберненої матриці використовуючи для цього метод окантування. Даний метод являється окремим випадком методу розбиття на клітини і полягає в тому, що на кожному кроці розглдється матриця , отримана з допомогою окантування попередньої матриці відповідним рядком і стовпцем матриці і для якої, на кожному кроці, здійснюється процес побудови оберненої матриці , який, в свою чергу, використовує матрицю (на -му кроці отримуємо ). Більш детально розглядати даний алгоритм не будемо, його можна знайти за посиланням Знаходження оберненої матриці використовуючи метод окантування, а перейдемо до розгляду основних елементів головного вікна delphi-проекту, який реалізує даний метод.

Головне вікно проекту ділиться на дві частини:

  1. Панель інструментів — міститься в верхній частині форми і складається з одного поля "Розмірність матриці" (компонент типу TSpinEdit) та двох кнопок "Знайти обернену матрицю" і "Очистити матрицю".
  2. Робоча область — містить таблицю типу TStringGrid, кількість рядків та стовпців якої визначається значенням вищезгадуваного поля "Розмірність матриці", і в комірки якої заносяться відповідні елементи матриці для якої необхідно визначити обернену.

Читати повністю

Метод окантування для знаходження оберненої матриці

У цьому параграфі розглянемо обчислювальну схему для знаходження оберненої матриці основану на ідеї окантування. Для цього, задану матрицю будемо розглядати як результат окантування матриці -го порядку, для якої вважається, що  обернена матриця являється відомою. Тобто:

Тут позначає згадуану вище матрицю-го порядку, а .

Тоді, матрицю також шукатимемо у вигляді окантованої матриці:

де  — матриця порядку ,  — вектор-рядок,  — вектор-стовпець і  - число, яке нам потрібно визначити. За правилом множення окантованих матриць маємо:

Читати повністю

Знаходження оберненої матриці використовуючи метод розбиття на клітини

Іноді буває доцільно, при знаходженні оберненої матриці, попередньо розбити її на клітини. Розглянемо даний процес більш детально. Для цього, на першому кроці, розіб'ємо матрицю  порядку  на чотири клітини, використовуючи для цього наступну схему:

obernena_matrrozb_na_klitku7

де в дужках вказані порядки відповідних клітин, причому . Після цього, обернену матрицю до заданої будемо шукати у вигляді матриці, яка також складається з чотирьох клітин. Тобто:

obernena_matrrozb_na_klitku8

Скориставшись означенням оберненої матриці, а саме , перемножимо матриці (1) та (2). В результаті отримаємо чотири матричних рівняння:

Читати повністю