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词条 迭代法
释义 diedaifa
迭代法(卷名:数学)
iterative method
  一类利用递推公式或循环算法构造序列求问题近似解的方法。例如利用关系式,从x0开始依次计算x1x2,…来逼近方程xƒ(x)的根x的方法和由关系式 近似求解线性代数方程Ax=b的方法都是迭代法。一般,利用递推关系式  

构造序列{xk}逼近所论问题解x的方法称为迭代法,Ψk称为迭代算子或迭代函数,{xk}为迭代序列。若xk存在极限,则称迭代序列收敛。若存在1≤p<以及正的常数Cp使

则称迭代序列对于x具有p阶收敛速度或者说是p阶收敛的。如果对所有由迭代函数Ψk产生的收敛于x的迭代序列{xk},上式均成立,则称此迭代法对于xp阶收敛的。
  对确定的正整数m,迭代算法

称为m步迭代法,当m=1,称为单步迭代法或逐步逼近法,它是最常用的迭代算法。用m步迭代法计算时,需给定m个初始近似x0,x-1,…,x-m+1。若Ψkk无关,称之为定常迭代法。所有定常迭代法均可化成这种形式。当单步定常迭代法收敛于x时,则x为方程组x=Ψ(x)的解。
  迭代法研究的主要课题是对所论问题构造收敛的迭代算法,分析它们的收敛速度及收敛范围。迭代法的收敛性定理可分成下列三类:①局部收敛性定理:假定问题解存在,断定当初始近似与解充分接近时迭代法收敛;②半局部收敛性定理:在不假定解存在的情况下,根据迭代法在初始近似处满足的条件,断定迭代法收敛于问题的解;③大范围收敛性定理:在不假定初始近似与解充分接近的条件下,断定迭代法收敛于问题的解。
  对于单步定常迭代法有以下基本收敛性定理:
  定理1 设在解x的邻域内,Ψ(x)连续可微,Ψ(x)的谱半径小于1,则当初始近似x0与x充分接近时,单步定常迭代法对于x收敛。
  定理2 设于区域S={x|‖x-x0‖≤r}内Ψ(x)满足条件:‖Ψ(x)-Ψ(у)‖≤q‖x-у‖,凬x,у∈S,且‖x0-Ψ(x0)‖≤(1-q)r,其中0<q<1,则x=Ψ(x)在S中存在惟一解x,单步定常迭代法对于x收敛,并有估计式
  迭代法在线性和非线性方程组求解、最优化计算以及特征值计算等问题中广泛应用。
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更新时间:2024/7/1 6:26:31