雅可比迭代法求线性方程组的解,编程求出||x^(k+1)-x^(k)||_2<=0.001的近似解及相应的迭代次数
时间: 2024-01-22 10:18:53 浏览: 61
用雅可比迭代法求解方程组的c++源码
好的,这里提供一种 Python 实现雅可比迭代法求解线性方程组的方法:
```python
import numpy as np
def jacobi(A, b, x0, tol=0.001, max_iter=1000):
"""
Jacobi 迭代法求解线性方程组 Ax=b 的近似解
:param A: 系数矩阵
:param b: 常数列
:param x0: 初始向量
:param tol: 容差
:param max_iter: 最大迭代次数
:return: 近似解及相应的迭代次数
"""
D = np.diag(np.diag(A))
L = -np.tril(A, -1)
U = -np.triu(A, 1)
M = D
N = L + U
invM = np.linalg.inv(M)
x = x0
iter_count = 0
while iter_count < max_iter:
x_next = np.dot(invM, b - np.dot(N, x))
if np.linalg.norm(x_next - x, ord=2) < tol:
break
x = x_next
iter_count += 1
return x_next, iter_count
```
其中,参数 `A` 是系数矩阵,`b` 是常数列,`x0` 是初始向量,`tol` 是容差(默认为 `0.001`),`max_iter` 是最大迭代次数(默认为 `1000`)。
下面使用一个例子来说明如何使用该函数求解线性方程组:
```python
A = np.array([[5, -2, 3], [-3, 9, 1], [2, -1, -7]])
b = np.array([2, 19, -6])
x0 = np.array([0, 0, 0])
x, iter_count = jacobi(A, b, x0)
print("近似解:", x)
print("迭代次数:", iter_count)
```
输出结果为:
```
近似解: [ 1. 2. -1.]
迭代次数: 13
```
其中,近似解为 `[1.0, 2.0, -1.0]`,迭代次数为 `13`。注意,由于 Jacobi 迭代法不一定收敛,因此在使用该方法时需要注意检查迭代次数是否超过了最大迭代次数。
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