高等数值分析第二次作业.pdf

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高等数值分析第二次实验作业 机械工程系 XX 1. , Arnoldi GMRES , 构造例子特征值全部在右半平面时观察基本的 方法和 方法的数值性态和相 应重新启动算法的收敛性. A 1000 Schur A 解:矩阵 的阶数为 阶,根据实 分解定理,矩阵 选为如下形式:  1 1    −1 1   2 2    A  −2 2            500 500   −500 500 100 100 × A 则矩阵 的特征值分布为: 设b(1:1000,1)=1; x0(1:1000,1)=eye(1000,1); 停机准则ε= 10^(-10) Arnoldi 1.1 利用正常 方法求解,收敛过程如图 所示 图1.1 Arnoldi 方法收敛过程 GMERS 1.2 利用正常 方法求解,收敛过程如图 所示 图1.2 GMERS 方法收敛过程 Arnoldi 709 GMERS 702 . 对于一般的 方法, 次达到停机;对于一般的 方法, 次达到停机 设置重启动的Arnoldi算法以及GAMERS算法,重启动的周期m= 10:10:40. 绘制重启动的 Arnoldi算法以及GAMERS算法如下: 图1.3 重启动Arnoldi 方法收敛过程 图1.3 重启动GMERS 方法收敛过程 m m 结果表明,随着 的变化,当 增大时,所需要的收敛步数越小,收敛速度越快。并且, GMERS波动性较小,Arnoldi方法波动性较大,且GMERS收敛速度大于Arnoldi方法。 2. 1 , , , 1 , 对于 中的矩阵将特征值进行平移使得实部有正有负和 的结果进行比较方法的收敛速度 ? Arnoldi ? , GMRES ? 会如何 基本的 算法有无峰点 若有基本的 算法相应地会怎样 1 解:将 中的特征值进行平移,平移方法如下: 令A=A-LI 其中,L=0:100:500 2.1 特征值分布如图 所示

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