用c语言编写gauss-seidel的程序,并用方程组1.1x1—0.6x2=0.5,-0.4x1+1.1x2—0.2x3=0.5,-0.6x2+1.1*x3=0.5来验证
时间: 2024-09-11 22:09:35 浏览: 46
Gauss_Seidel.rar_Gauss-Seidel_线性方程组_计算方法Gauss_Seidel迭代
高斯-赛德尔迭代法(Gauss-Seidel Iteration)是一种用于求解线性方程组的迭代算法。在C语言中编写该算法的程序需要遵循以下步骤:
1. 将线性方程组转化为矩阵形式Ax = b。
2. 将矩阵A分解为对角占优形式,便于迭代计算。
3. 选择一个初始解向量x^(0),可以是全零向量或任意其他值。
4. 应用迭代公式来更新解向量x^(k),其中k表示当前迭代次数:
x^(k+1) = D^(-1)(b - (L + U)x^(k))
其中D为对角矩阵,L为严格下三角矩阵,U为严格上三角矩阵,它们都是从A中分解得到的。
5. 迭代计算直到满足一定的精度要求或达到最大迭代次数。
下面是使用C语言编写的高斯-赛德尔迭代法的示例代码,用于求解给定的线性方程组:
```c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define MAX_ITER 100 // 最大迭代次数
#define N 3 // 方程组未知数的数量
#define EPSILON 1e-6 // 容忍误差
// 方程组的系数矩阵A和常数向量b
double A[N][N] = {
{1.1, -0.6, 0},
{-0.4, 1.1, -0.2},
{0, -0.6, 1.1}
};
double b[N] = {0.5, 0.5, 0.5};
// 高斯-赛德尔迭代法函数
void gaussSeidel(double A[N][N], double b[N], double x[N]) {
int iter, i, j;
double sum, x_new[N];
for (iter = 0; iter < MAX_ITER; iter++) {
for (i = 0; i < N; i++) {
sum = b[i];
for (j = 0; j < N; j++) {
if (j != i) {
sum -= A[i][j] * x[j];
}
}
x_new[i] = sum / A[i][i]; // 更新解向量
}
// 检查是否达到收敛条件
double error = 0.0;
for (i = 0; i < N; i++) {
error += fabs(x_new[i] - x[i]);
}
if (error < EPSILON) {
break; // 达到要求的精度
}
// 将新的解向量复制回旧的解向量
for (i = 0; i < N; i++) {
x[i] = x_new[i];
}
}
}
int main() {
double x[N] = {0, 0, 0}; // 初始解向量
gaussSeidel(A, b, x);
// 输出结果
printf("迭代次数: %d\n", MAX_ITER);
printf("解向量 x:\n");
for (int i = 0; i < N; i++) {
printf("x[%d] = %f\n", i, x[i]);
}
return 0;
}
```
在上述代码中,我们定义了一个3x3的系数矩阵A和一个常数向量b来表示给定的线性方程组。我们还定义了一个初始解向量x,并将其初始化为零向量。gaussSeidel函数实现了高斯-赛德尔迭代的逻辑,并在达到最大迭代次数或解的精度要求时停止迭代。
请注意,为了简化示例代码,我们没有检查矩阵是否满足高斯-赛德尔迭代所需的严格对角占优条件。在实际应用中,应确保矩阵满足此条件,以保证迭代法的收敛性。
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