Мітки: початкове наближення

Знаходження максимального по абсолютній величині власного значення матриці степеневий методом в середовищі програмування delphi

Програма знаходить максимальне по модулю власне число для матриці довільної розмірності з заданою точністю використовуючи степеневий методом та дві його модифікації (теоретична частина по данх методах міститься за посиланням знаходження власного значення матриці степеневий метод). Інтерфей розглядуваного delphi-проекту аналогічний проектам, які ми розглядали для розв’язку повної проблеми власних значень (метод Федеєва на delphi, метод Левер’є на delphi та інші), лише з одною відмінністю. В ньому передбачено можливість задати точність обчислень та вибрати модифікацію степеневого методу.

Інтерфейс delphi-проекту “Знаходження максимального по абсолютній величині власного значення матриці степеневий методом”

Для того, щоб знайти максимальне власне значення матриці, необхідно вказати відповідні значення та параметри в панелі задач (розмірність матриці, точність обчислень, модифікація методу), заповнити таблицю значеннями її елементів і натиснути кнопку “Знайти максимальне власне значення матриці“.

Розв’язок системи нелінійних рівнянь методом Брауна в середовищі програмування Delphi

Теоритичні відомості по методу Брауна досить повно і ясно викладено за посиланням Розв’язок СНАР методом Брауна, тому опишемо коротко лише його основну ідею, після чого приступимо до розгляду delphi-проекту, який використовуючи алгоритм даного методу знаходить рішення системи двох нелінійних рівнянь. Метод полягає в послідовній лінеаризації кожного з рівнянь нелінійної системи, в результаті чого отримується явний вираз чергової змінної який підставляємо в усі нелінеарізовані рівняння. Даний процес продовжується до тих пір, поки не буде отримано вираз для останньої змінної, в якому вона вже не залежить від інших змінних. Далі здійснюється зворотний хід (як і в методі Гаусса) для отримання шуканих значень всіх змінних.

Отже, після запуску проекту “метод Брауна” на екрані появиться форма наступного вигляду:

Інтерфейс програми, яка використовуючи метод Брауна знаходить розв’язок системи двох нелінійних рівнянь

Метод Зейделя. Розв’язок СНАР методом Зейделя в середовищі Delphi

Алгоритм методу Зейделя при знаходженні розв’язку системи нелінійних рівнянь практично не відрізняється від алгоритму, який ми використовували для випадку системи лінійних рівнянь. Тобто, на першому кроці здійснюється приведення систему до ітераційного вигляду. Після чого, реалізується ітераційний процес обчислення наближень до розв’язку системи, до тих пір, поки не буде досягнуто заданої точності.

Давайте розглянемо delphi-проект, який використовуючи метод Зейделя знаходить розв’язок системи, яка складається з двох нелінійних рівнянь. Також слід відмітити, що збіжність методу Зейделя, залежить від вибору початкового наближення, яке, в нашому випадку, найзручніше визначити графічно. Тобто, необхідно побудувати графік кожного з рівнянь системи і в якості початкового наближення вибрати приблизні координати точки їх перетину. Саме для цього в програмі передбачино кнопку “Побудувати графік” (побудова графіка здійснюється з допомогою компонента TChart).

Метод Брауна. Розв’язок СНАР методом Брауна

На відміну від покрокової лінеаризації рівнянь нелінійної системи, яка здійснюється в методі Ньютона, Брауном було запропоновано проводити на кожному ітераційному кроці почергову лінеаризацию рівнянь системи, тобто лінеаризувати в системі спочатку перше рівняння, потім друге і т.д. Після чого, послідовно вирішувати одержувані таким чином рівняння. Для простоти викладу розглянемо даний процес для випадку двох нелінійних рівнянь.

Нехай потрібно знайти рішення системи:

і припустимо, що на k-й ітерації ми отримали наближення до розв’язку системи (1). Замінимо перше рівняння системи (1) лінійним, отриманим в результаті розкладу функції двох змінних в ряд Тейлора: . Далі, перетворимо дане рівняння до виду, в якому (позначимо через ) виражено через . В результаті отримаємо:

Розв’язок системи нелінійних алгебраїчних рівнянь використовуючи метод Зейделя

Нехай потрібно знайти розв’язок системи нелінійних алгебраїчних рівнянь (СНАР) виду (1), використовуючи при цьому метод Зейделя.

Розв'язок нелінійних системи методом Зейделя

Для застосування даного методу систему (1), аналогічно, як і у методі простої ітерації, за допомогою еквівалентних перетворень необхідно привести до наступного вигляду (один із способів приведення системи (1) до виду (2) можна знайти за посиланням Розв’язок систем нелінійних рівнянь методом ітерації):

metod_zejdelja_snr2

Далі, задавши початкове наближення , реалізується ітераційний процес обчислення наближень до розв’язку системи за наступними формулами: