Постановка задачи

Рассмотрим систему m линейных уравнений с n неизвестными:

Ее можно записать в матричном виде A x = B, где

Решить СЛУ – значит найти набор таких чисел , которые превращают уравнения в верные равенства.

СЛУ совместна, если она имеет хотя бы одно решение.

СЛУ несовместна (противоречива), если она не имеет решения.

Совместная СЛУ определенна, если она имеет единственное решение и неопределенна, если более одного решения.

СЛУ имеет единственное решение, если ранг матрицы A равен рангу расширенной матрицы (A|b): rang(A) = rang(A|b).

СЛУ имеет единственное решение, если rang(A) = n и бесконечно много решений, если rang(A) < n.

Если матрица A – квадратная и det(A)¹0, то она называется невырожденной.

СЛУ с n неизвестными, имеющими невырожденную матрицу A, совместна и имеет единственное решение.

Единичной матрицей E называется квадратная матрица, у которой на главной диагонали стоят единицы, а на остальных местах – нули.

Обратной матрицей по отношению к матрице A называется такая матрица A^-1, что A A^-1=A^{-1 A} = E.

Матрица A^T, полученная перестановкой в матрице A строк со столбцами, называется транспонированной.

Квадратная матрица симметрична, если A=A^T.

 

Все численные методы решения СЛУ можно разделить на прямые, итерационные и вероятностные.

Прямые методы дают решение системы за конечное число арифметических операций.

Например, метод Крамера (метод определителей),

метод Гаусса (метод последовательного исключения неизвестных).

«Плюсы»	«Минусы»
· Просты · Универсальны · Не требуют приведения к определенному виду	· Достаточно громоздкие вычисления

 

Итерационные методы дают решение системы как предел последовательности приближений, вычисляемых по единообразной схеме.

Например, метод простой итерации,

метод Зейделя.

«Плюсы»	«Минусы»
· Требуют мало места в памяти · Самоисправляющиеся методы	· Требуют приведения к определенному виду

 

Вероятностные методы носят общее название – методы Монте-Карло.

 

Пусть получено решение СЛУ: . Рассматривается вектор невязки . Если велико, то где-то допущена ошибка, если мало, то ошибка отсутствует.