能举一个不动点迭代求解多元非线性方程组的例子吗
时间: 2024-06-06 13:08:15 浏览: 155
考虑以下三元非线性方程组:
\begin{align}
x_1^2 - x_2 + x_3 &= 0 \\
x_2^2 - x_3 + x_1 &= 0 \\
x_3^2 - x_1 + x_2 &= 0
\end{align}
我们可以将其写成向量形式:
$$\mathbf{f}(\mathbf{x}) = \begin{pmatrix}
x_1^2 - x_2 + x_3 \\
x_2^2 - x_3 + x_1 \\
x_3^2 - x_1 + x_2
\end{pmatrix} = \mathbf{0}$$
接下来考虑使用不动点迭代法求解。我们可以将方程组改写为 $\mathbf{x} = \mathbf{g}(\mathbf{x})$ 的形式,其中 $\mathbf{g}(\mathbf{x})$ 是一个将 $\mathbf{x}$ 映射到一个新向量的函数。为了得到 $\mathbf{g}(\mathbf{x})$,我们将每个方程移项并将 $x_i$ 移动到方程左边,得到:
\begin{align}
x_1 = \sqrt{x_2 - x_3} \\
x_2 = \sqrt{x_3 - x_1} \\
x_3 = \sqrt{x_1 - x_2}
\end{align}
然后我们可以将这些等式组合起来得到 $\mathbf{g}(\mathbf{x})$:
$$\mathbf{g}(\mathbf{x}) = \begin{pmatrix}
\sqrt{x_2 - x_3} \\
\sqrt{x_3 - x_1} \\
\sqrt{x_1 - x_2}
\end{pmatrix}$$
现在我们可以使用不动点迭代法求解该方程组。我们从一个初始向量 $\mathbf{x}^{(0)}$ 开始,然后反复应用 $\mathbf{g}(\mathbf{x})$ 直到收敛:
$$\mathbf{x}^{(k+1)} = \mathbf{g}(\mathbf{x}^{(k)})$$
当 $\mathbf{x}^{(k)}$ 趋近于一个稳定的不动点时,我们可以认为我们已经找到了该方程组的解。
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