摘 要:文章将求解三对角线性方程组数值解的插值法进行推广,得到一种求解拟三对角方程组的插值算法。从理论分析和数据实验两方面都表明,此算法的时间复杂性和精度都与LU分解法相当。由于在计算过程中不需设置二维数组,和其它算法比较起来,它占有较小的内存。另外,此算法的设计思想还可用来求解其它一些线性方程组。 关键词:线性方程组 数值解 插值法 拟三对角方程组
求解线性方程组数值解的方法可以分为两大类:直接解法和迭代法。直接解法如:Guass消去法,LU分解法[1];迭代法如:Jacobi迭代法,Guass-Seidel迭代法,松弛迭代法[1,2],投影法[3,4]等。除了这些较为一般的方法外,对于一些特殊的方程组,又有一些特殊的方法。插值法[5]就是求解三对角方程组的非常好的算法。本文将其思想推广到拟三对角方程组和其它一些方程组。对这些算法的时间复杂性进行分析,并通过实验验证算法的精度。 设线性方程组: (1) 其中, , , 。 若A为拟三对角矩阵: ... 则称方程组(1)为拟三对角方程组。这里,假设A非奇异,且 。 下面先阐述用插值法求拟三对角方程组的数值解的基本思想。 将方程组(1)的第一个和最后一个方程去掉,得到(1)的一个部分方程组, (3) 其中, (4) , 。显然,秩 。 取 ,由递推式 (5) 求出方程组(3)的第一组解, (6) 取 ,由递推式 (7) 求出方程组(3)的第二组解, (8) 取 ,由递推 (9) 求出方程组(3)的第三组解, (10) 记 ,则 。 于是,对于 有
且 (11) ... |