题目
给定线性方程组[}5x_1 - 2x_2 + 2x_3 = 6 -x_1 + 4x_2 + x_3 = 1 4x_1 - 5x_2 + 10x_3 = -7](1) 分别写出用 Jacobi 和 Gauss-Seidel 迭代法求解上述方程组的迭代公式;(2) 试分析以上两种迭代法的敛散性。
给定线性方程组
$
\begin{cases}
5x_1 - 2x_2 + 2x_3 = 6 \\
-x_1 + 4x_2 + x_3 = 1 \\
4x_1 - 5x_2 + 10x_3 = -7
\end{cases}
$
(1) 分别写出用 Jacobi 和 Gauss-Seidel 迭代法求解上述方程组的迭代公式;
(2) 试分析以上两种迭代法的敛散性。
题目解答
答案
(1) Jacobi 迭代公式:
$\begin{cases} x_1^{(k+1)} = \frac{1}{5}(6 + 2x_2^{(k)} - 2x_3^{(k)}) \\ x_2^{(k+1)} = \frac{1}{4}(1 + x_1^{(k)} - x_3^{(k)}) \\ x_3^{(k+1)} = \frac{1}{10}(-7 - 4x_1^{(k)} + 5x_2^{(k)}) \end{cases}$
Gauss-Seidel 迭代公式:
$\begin{cases} x_1^{(k+1)} = \frac{1}{5}(6 + 2x_2^{(k)} - 2x_3^{(k)}) \\ x_2^{(k+1)} = \frac{1}{4}(1 + x_1^{(k+1)} - x_3^{(k)}) \\ x_3^{(k+1)} = \frac{1}{10}(-7 - 4x_1^{(k+1)} + 5x_2^{(k+1)}) \end{cases}$
(2) 收敛性:
两种迭代法均收敛,因矩阵 $A$ 严格对角占优。
$\boxed{\text{两种迭代法均收敛}}$