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计算方法误差估计ch05dr资料
第五章线性方程组直接解法 病态矩阵 矩阵条件数 矩阵条件数 矩阵条件数 条件数性质 举例 举例 作业 * * 计算方法 —— 误差估计 考虑线性方程组 Ax=b,如果 A 或 b 的微小变化会导致解的巨大变化,则称此线性方程组是病态的,并称矩阵 A 是病态的,反之则是良态的。 病态矩阵 例: 定义:设 A 非奇异,则称 为 A 的条件数。 矩阵的条件数 定理:考虑线性方程组 Ax=b,设 A 是精确的,b 有微小的变化 ?b,此时的解为 x + ?x ,则 证明:自学 定理:考虑线性方程组 Ax=b,设 b 是精确的,A 有微小的变化 ?A,此时的解为 x + ?x ,则 证明:自学 当 ?A 充分小时,不等式右端约为 条件数与范数有关,常用的有无穷范数和2-范数 Cond(A)2 称为谱条件数,当 A 对称时有 条件数的性质 Cond(A)?1 Cond(?A)=Cond(A), 其中 ? 为任意非零实数 若 R 是正交矩阵,则 Cond(R)2=1 若 R 是正交矩阵,则对任意非奇异矩阵 A,有 Cond(AR)2=Cond(RA)2=Cond(A)2 例: 计算 Cond(A)? 和 Cond(A)2 解: Cond(A)?=||A-1|| ? ||A|| ? ? 4?104 Cond(A)2=?max / ?min ? 4?104 A 对称,且 例:计算 Cond(Hk)? 其中 H 为 Hilbert 矩阵 解: k=1 时, Cond(H1)?=1 k=2 时, Cond(H2)?=27 k=3 时, Cond(H3)?=748 Cond(H4)?=28375 Cond(H10)?=3.5?1013 1. 教材 177 页,习题 13 2. 教材 178 页,习题 18 3. 教材 178 页,习题 20
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