Х2
Хп0))
маълум бўлсин, е = (е .[, г2
■
X
(
0
)
&
у ( 0 )
Л\
»
■х10)
(
0
) \
Хп
) вектор-хато-
,)
ни белгилаймиз. (6.39) системада
х
ўрнига х (0> + 6 ни қўйиб, ҳо-
сил бўлган системгнинг чап томонини еь
г2,
ларнинг
даражаларига нисбатан Тейлор қаторига ёйиб, е,, е2, . . . ,
гп
га
нисбатан чизиқли қисмини сақлаб, қуйидаги тақрибий системага
эга бўламиз:
, < + (* (0))
ох„
“11'
д М ^ )
ОХ\
£1 +
- Ш
0)),
д / п( х {0))
Ох,
+
+
д / п ( х {0))
дхп
(6.40)
- / „ ( + 0)).
е<°)
Бу системани ечиб, хатонинг тақрибий қиймати е(0) = ( е (0),
е<°)) ни топамиз. г(0) ни
х (0)
га қўшиб, навбатдаги яқинлашиш век-
торини ҳосил қиламиз:
Х(1) = Ҳ(0) + е(0) = (л:(о) + 6.(0), . . , ,
х<0)
+ е^)).
с
www.ziyouz.com kutubxonasi
Ўз
навбатида х (1) ни яхшилашимиз мумкин, бунинг учун
х {0)
ўр-
нига
х {1)
ни қўйиб, (6.40) кўринишдаги системани тузиш керак.
1Лундай қилиб, агар (6.40) кўринишдаги системалар ечимга эга
бўлса, биз кетма-кет яқинлашишлар векторларини топамиз.
Қулайлик учун Якоби матрицасини киритамиз:
Г
д
/т
(х)
д Ў
1
(х)
П
/ * ( * ) =
дх^
• ’
д ў п( х )
д х п
д ў п (х)
дхх
" "
дхп
(6.41)
Бу матрица ёрдамида (6.40) системани қуйидаги битта вектор-сис-
тема шаклида ёзишимиз мумкин:
“
Л ( х (0))в (0) = - / ( х 101).
'
Фараз қилайлик,
х = с
нуқтада
/ х (1)
махсусмас матрица бўлсин.
Детерминант ўз элементларининг узлуксиз функциялари бўлганли-
ги учун х = £ нуқтанинг бирор
О
атрофида (6.40) махсусмас мат-
рица бўлиб, унинг тескариси
/ / 1 (х)
мавжуд бўлади.
Фараз қилайлик,
х {0)£О,
у вақтда (6.41) нинг ҳар иккала томо-
нини
/ / 1 (х{0))
га кўпайтириб,
в(0)=
- / / 1(х{0)) / ( х {0))
ёки
.
х ^ - х ^ ^ - / / 1^ ) / ^ )
ни ҳссил қиламиз. Агар
х {1), х {2),
. . . ,
х {к)
лар
0
атрофида ётса,
у ҳолда х (А+1)ни
х {к+1)
=
х {к)-
/ Т 1 (х (й))
/ ( х {к))
(6.42)
теиглшдан топамиз. Б у
х {к)
кетма-кет яқинлашишларни топиш
учун Ньютон қоидасидир. Бу қоиданинг амалга ошиши учун
х {к)
(к =
0, 1, 2 ,...) лар / (х) нинг аниқланиш соҳасида ётиши в а Л
(х{к))
матрицалар махсусмас бўлиши керак.
Биз ҳозир Л. В. Кантаровичнинг (6.42) Ньютон жараёнининг
яқинлашиши ҳақидаги теоремасини исботсиз келтирамиз.
6 - теор ем а. Агар / (х) вектор - функция ва дастлабки яқин-
лашмш вектори
х {0)
қуйидаги шартларни қаноатлантирса:
1) х (0) нуқтада
/ х (х{0))
Якоби матрицасининг детерминанти А =»
= А
( / х
(д:(0>)) нолдан фарқли ва
элементнинг алгебраик тўлди-
рувчиси Д д бўлиб ва
П
'
'
ш
2 | Л;А1 < 5
(к = Т^Г)
баҳо ўринли бўлса;
77
www.ziyouz.com kutubxonasi
2) |/г ( * (0))Г1 ( / — 1, л);
3) х (0> нннг
! х { — х , <0) |
2В
у
]
атрофидаги барча нуқталар учун
2 2
6=1 /=1
д х^ 0хк
(/ = 1,
п)
(I
= 1,
п)
тенгсизликлар бажарилса;
4)
В,
т), £ миқдорлар
/г = 5 2т ) 1 < 1
(0 )
шартни қаноатлантирса, у ҳолда
х
нуқтанинг
I
х 1 ~
* / 0>| <
Х~ ^ н ~ 2Н Ву]
(/ = 1 ’ ^
атрофида (6.39) система ягона с =
(Е
л, £2, . . . ,
сп)
ечимга эга бў-
либ, (6.42) билан аниқланган
х {к)
=
(х[к), х ]к),
. . . ,
х („к)
)Ньютон
кетма-кетлиги яқинлашади ва шу билан бирга, яқинлашиш тезлиги
шах |
х\к)
— ^ 1 <
(2/г) 2* ‘
Ву]
1
<1<п
^
тенгсизлик билан баҳоланади.
Шунга ўхшаш теоремани Ньютоннинг модификациялангац ме-
тоди учун таърифлаш ва исбот қилиш мумкин.
Шуни ҳам таъкидлаб ўтиш керакки, (6.40) систёмада тенглама-
лар сони иккита бўлганда бу системани детерминантлар ёрдамида
ечиш керак. Тенгламаларнинг сони иккитадан кўп бўлса, бунлай
системаларни кейинги бобда келтириладиган методларнинг бирор-
таси билан ечиш маъқулдир. Агар бизга иккита
( / ( * > у ) = о .
I
& (х , У)
= 0
тенгламалар системаси берилган бўлса, у ҳолда (6.42) қоида қуйи-
дагича ёзилади:
х к+\
х к
V
X ё у
/ у
ё х )
У = Ук
(й = 0, 1, 2, . . .)
Уь
+1 —
Ук
/
/ х ё — ё х / \
\/хёу—/у£х }
Х = Х Ь,
У = У к
•
М и с о л. Қуйидаги
/ /
(х,
л :)= х З + 2 у 2 - 1 = 0 ,
I
£ (х, У)
= 5у3
+ х 2 — 2ху
— 4 = 0
«истеманинг илдизи 10~6 аниқлик билан топилсин. Бу функцияларнинг
гра”
фикларини чизиб кўрсатиш мумкинки, 5 ва ш мос равишда (— 0,7; — 0,6) в*
www.ziyouz.com kutubxonasi
(0,7; 0,8) оралиқларда ётади. Шунинг учун ҳам л:(0)= — 0,6 ва
= 0 ,8 деб
олишимиз мумкин. Берилган функцияларнинг ҳосилалари қуйидагилардан
иборат:
/ х = Зх~’ / у =
4у,
§ х = 2 х —
2у,
= 15>'2 —
2х.
Ҳисоблашлар натижасини келтирамиз:
дг(°) = — 0,6; у(0) = 0,8; / (0) = 0,064; £ (0> = — 0,12; /<.0) = 1,08;
/у0) = 3,2; ^ 0)= .— 2,8;
^
= 10,8;
х (1)
= — 0,65213; у(1) = 0,79760;
/ (1> = —0,00502; £ (1) = 0,00254,
/ {1)
= 1,27583;
/ {1)=
3,19038;
/ ()=
—2,891.46;
£ {1)
= 10,84663; л:(2> = — 0,64942;
у(2) = 0,79809; / (2) = — 0,00001;
£ (2) = — 0,00001;
/ {Р
= 1,26525; /<,2) = 3,19234; £ (2) = — 2,89502;
ё (у }
= 10,85296;
х (г)
= — 0,64942; у(3) = 0,79809.
Демак, $ = — 0,64942 ва
1
] = 0,79809.
М а ш қ л а р
1.
Р (х)
кўпҳадни
(х
—
а) (а
> 0) га бўлганда Горнер схемасидаги 6; лар
қуйидаги шартларни қаноатлантирсин:
Ьа — а
о > 0,
Ъ^>
0 ( 1 = 1 ,
п).
У ҳолда
Р ( х )
нинг барча илдизлари
а
дан кичик эканлигини кўрсатинг.
2. Фараз қилайлик, р — ихтиёрий мусбат сон бўлсин, у ҳолда
Р (х)
=
а0 х п
+
ах х п~1 +
. . . +
ап
кўпҳаднинг барча илдизлари модуллари бўйича
р + т а х I
ак
___ I
1<к<п
|
а0
р« —1 |
дан ортмаслигини кўрсатинг.
3. Коэффициентлари ҳақиқий бўлган
Р (х)
=
аа х п
+
+ . . . +
ап
(а
а > 0) кўпҳаднинг ҳақиқий илдизлари
дан ортмаслигини кўрсатинг, бу ерда
р
— ихтиёрий мусбат сон,
к
— биринчи
манфий коэффициентнинг номери,
а
^ — манфий коэффициентлар.
4. Фараз қилайлик,
Р
(х )
— аах п
+
а \ Х
п~ 1 + . . . +
ап
нинг барча коэф-
фициентлари мусбат бўлсин.
Қуйидагиларни кўрсатинг:
а) агар
аа
>
> . . . >
ап
шарт бажарилса, у ҳолда
Р (х)
нинг барча
илдизлари бирлик доира |
х
| > 1 дан ташқарида ётади;
б) агар
а0
<
ах . . .
<
ап
шарт бажарилса, у ҳолда
Р (х)
нинг барча ил-
дизлари | л: | <ў 1 бирлик доира ичида ётади.
5. Агар
Р ( х ) = а 0х п
+
а1х п~'-
+ . . . +
ап
кўпҳаднинг барча коэффи-
циентлари мусбат ва
т
= шШ
— к
. ,
М
= т а х —5*—
1
<к<п
й д
_ 1
1<*<ге Яд,—
1
бўлса, у ҳолда
Р ( х )
нинг барча илдизлари
т
< | л: I <
М
тенгсизликларни
қаноатлантиришини кўрсатинг.
6. Фараз қилайлик,
х
п + 1
= <р
(хп)
ва
х
п + 1
—
ф
(хп)
лар мос равишда
г
ва
р-
тартибли итерация бўлсин. У ҳолда
,
_ _ ,
хп (?
№
(Хп)] — у(Хп)'Ъ(хп)
. х„+1 - V (Хп) - Хп- 9
( * и) _ ф
(Хп) +
ср [ф
(Хп)}
итерациянинг тартиби
г + р
— 1 дан кам эмаслигини кўрсатинг.
79
www.ziyouz.com kutubxonasi
7.
Чебишев методидан фойдаланиб,
N
ва
ларни ҳисоблаш учун
Вккинчи ва учинчй тартибли итерацион жараён тузинг.
8
.
Қуйидаги
(
51п
(х + у)
— у = 0,
\ Соз
(х
—
у)
—
у
= 0
системанинг ечимини беш хона аниқликда Ньютон методи билан топинг.
3-
Б
0
Б.
ЧИЗИҚЛИ АЛГЕБРАИҚ ТЕНГЛАМАЛАР
СИСТЕМАСИНИ ЕЧИШ
1- §. ДАСТЛАБКИ МАЪЛУМОТЛАР
Назарий ва татбиқий математиканинг кўпгина масалалари
чизиқли алгебраик тенгламалар системасини ечишга олиб ке-
лади. Масалан, функцияни унинг
п
-\-1 та нуқтада берилган
қийматлари ёрдамида п-тартнбли
кўпҳад билан интерполя-
циялаш ёки функцияни ўрта квадратлар методи ёрдамида яқин-
лаштириш масалалари чизиқли алгебраик тенгламалар снсте-
масини ечишга келтирилади.
Чизиқли алгебраик тенгламалар системасини ҳосил қилнш-
нинг асосий манбаи узлуксиз функционал тенгламаларни чек-
ли-айирмали тенгламалар билан яқинлаштиришдир. М асалан,
Л аплас дифференциал оператори учун Дирихле масаласпни
тартиби юқори бўлган оддий чекли-айирмали тенгламалар сис-
темаси билан алмаштириш мумкин. ЭҲМлар яратилиши билан
бундай масалалар яна ҳам кўпайиб бормоқда.
Бир жинсли бўлмаган чизиқли алгебраик тенгламалар сис-
темасини ечиш масаласи билан матрицаларнинг тескарнеини
топиш ва детерминантларни ҳисоблаш масалалари узвип ра-
вишда боғлангандир. Бу масалалар назарий жиҳатдан осон-
гина ечилади. Лекин матрицаларнинг тартиби ортган сари бу
Download Do'stlaringiz bilan baham: |