Jacobi迭代法的matlab程序(《数值分析原理》)

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Jacobi迭代法matlab程序(《数值分析原理》)

1、Jacobi迭代格式

Jacobi迭代法是常见的几种迭代法之一,迭代格式如下图所示:(图片来自CHD的ztl老师的PPT)(具体内容详见《数值分析原理》)
Jacobi迭代法的matlab程序(《数值分析原理》)
Jacobi迭代法的matlab程序(《数值分析原理》)

2、Jacobi迭代法的例子

该例子使用matlab的命令文件格式,命名为jacobi.m。

举例:设有方程组Jacobi迭代法的matlab程序(《数值分析原理》)

取初始向量为x(0)=(-3,1,1)(T),用Jacobi方法求解,要求||x(k+1)-x(k)||小于等于10……(-3)。

% 题目信息
% A为线性方程组的系数矩阵
A=[5 2 1;-1 4 2;2 -3 10];
% b为常系数 x为初始向量
b=[-12;20;3];
x=[-3;1;1];
% epslion为误差值
epslion=0.001;
% N为自己设置的迭代次数 
N=20;

% 公式
L=tril(A,-1); %L为A的单位下三角矩阵
D=diag(diag(A)); %D为A的对角矩阵
U=triu(A,1); %U为A的上三角矩阵
B=-D\(L+U); %B为迭代矩阵
g=D\b;

error=1;
n=0;
for i=1:N
    while error>epslion && n<N
        y=x;
        x=B*x+g;
        error=norm(y-x,inf);  %可以使用任何范数,此处使用无穷范数(结果是一样的)
        if error>epslion
            n=n+1;
            fprintf('第%d次jacobi迭代结果为:',n)
            disp(x);
            fprintf('第%d次迭代结果的误差为:\n',n);
            disp(error)
            break
        end
        if error<=epslion
            n=n+1;
            fprintf('第%d次jacobi迭代结果为:',n)
            disp(x);
            fprintf('第%d次迭代结果的误差为:\n',n);
            disp(error);
            fprintf('该方程组的jacobi迭代法的最小迭代次数为:')
            disp(n);
            break
        end
    end
end

执行结果:

>> jacobi
第1次jacobi迭代结果为:
   -3.0000
    3.7500
    1.20001次迭代结果的误差为:
    2.75002次jacobi迭代结果为:
   -4.1400
    3.6500
    2.02502次迭代结果的误差为:
    1.14003次jacobi迭代结果为:
   -4.2650
    2.9525
    2.22303次迭代结果的误差为:
    0.69754次jacobi迭代结果为:
   -4.0256
    2.8223
    2.03874次迭代结果的误差为:
    0.23945次jacobi迭代结果为:
   -3.9367
    2.9742
    1.95185次迭代结果的误差为:
    0.15206次jacobi迭代结果为:
   -3.9800
    3.0399
    1.97966次迭代结果的误差为:
    0.06577次jacobi迭代结果为:
   -4.0119
    3.0152
    2.00807次迭代结果的误差为:
    0.03188次jacobi迭代结果为:
   -4.0077
    2.9930
    2.00698次迭代结果的误差为:
    0.02229次jacobi迭代结果为:
   -3.9986
    2.9946
    1.99949次迭代结果的误差为:
    0.009110次jacobi迭代结果为:
   -3.9977
    3.0006
    1.998110次迭代结果的误差为:
    0.006011次jacobi迭代结果为:
   -3.9999
    3.0015
    1.999711次迭代结果的误差为:
    0.002112次jacobi迭代结果为:
   -4.0006
    3.0002
    2.000412次迭代结果的误差为:
    0.001413次jacobi迭代结果为:
   -4.0002
    2.9996
    2.000213次迭代结果的误差为:
   5.1691e-04

该方程组的jacobi迭代法的最小迭代次数为:    13

(内容为自己的尝试,若有错漏或改进方法请多多指正啦~)文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-404877.html

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