给我一个预处理共轭梯度法求解线性方程组的matlab参考程序
时间: 2023-12-11 14:05:29 浏览: 86
以下是一个简单的使用预处理共轭梯度法求解线性方程组的 Matlab 参考程序:
% 定义线性方程组 A * x = b
A = [4 -1 -1; -1 4 -1; -1 -1 4];
b = [5; 5; 5];
% 预处理矩阵 M
M = diag(diag(A));
% 初始解 x0
x0 = zeros(size(b));
% 预先计算一些常量
r0 = b - A * x0;
z0 = M \ r0;
p0 = z0;
% 迭代计算
for k = 1:length(b)
Ap = A * p0;
alpha = (r0' * z0) / (p0' * Ap);
x = x0 + alpha * p0;
r = r0 - alpha * Ap;
z = M \ r;
beta = (z' * r) / (z0' * r0);
p = z + beta * p0;
% 更新下一次迭代所需变量的值
x0 = x;
r0 = r;
z0 = z;
p0 = p;
end
% 输出解向量 x
disp(x);
注意,此程序对输入的线性方程组 A 必须是对称、正定的,才能使用预处理共轭梯度法求解。如果 A 不是正定的,可以考虑使用其他方法求解或者对 A 进行调整。
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给我一个预处理共轭梯度法求解线性方程组的matlab参考代码
以下是一个预处理共轭梯度法求解线性方程组的matlab参考代码:
% 设置线性方程组 Ax=b 中的 A 和 b
A = [4,-1,1;-1,4.25,2.75;1,2.75,3.5];
b = [1;1;1];
% 设置初始值
x0 = [0;0;0];
% 设置预处理矩阵 M(这里使用 Jacobi 预处理)
M = diag(diag(A));
% 设置迭代次数上限
max_iter = 100;
% 设置收敛阈值
tol = 1e-6;
% 进行预处理共轭梯度法迭代求解
[x,flag,relres,iter,resvec] = pcg(A,b,tol,max_iter,M,[],x0);
% 输出结果
fprintf('迭代次数:%d\n', iter);
fprintf('相对误差:%e\n', relres);
fprintf('解向量:\n');
disp(x);
预处理共轭梯度法求解线性方程组Matlab
预处理共轭梯度法是求解大规模稀疏线性方程组的一种重要方法,它通过引入一个预处理矩阵来加速共轭梯度法的收敛速度。
Matlab中提供了pcg函数来实现预处理共轭梯度法的求解过程。pcg函数的调用格式为:
x = pcg(A,b,tol,maxit,M)
其中,A是系数矩阵,b是右端向量,tol是收敛精度,maxit是迭代次数上限,M是预处理矩阵。
下面以一个简单的例子来演示如何使用Matlab中的pcg函数求解线性方程组:
```Matlab
% 构造系数矩阵和右端向量
n = 1000;
A = gallery('poisson',n); % 生成Poisson矩阵
b = randn(n,1);
% 定义预处理矩阵M
M = ichol(A);
% 调用pcg函数求解线性方程组
[x,flag,relres,iter,resvec] = pcg(A,b,1e-6,100,M);
% 输出求解结果和迭代信息
fprintf('求解结果:\n');
disp(x(1:10));
fprintf('迭代次数:%d\n',iter);
fprintf('相对残差:%e\n',relres);
```
在上述代码中,我们首先使用Matlab中的gallery函数生成了一个Poisson矩阵作为系数矩阵,然后随机生成了一个右端向量b。接着定义了一个预处理矩阵M,这里我们使用了ichol函数来生成不完全Cholesky分解的预处理矩阵。最后调用pcg函数求解线性方程组,并输出求解结果和迭代信息。
需要注意的是,在实际应用中,预处理矩阵的选择会对求解速度和精度产生很大的影响,需要根据具体问题进行选择。
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