高斯法求解方程原理及实现
对于一个方程:f(x)=0f(x)=0f(x)=0,高斯法将其转换为:
x=g(x),y=xx=g(x),~~~~ y=x x=g(x), y=x
高斯法定性分析
转换为上述方程组后,我们画出图像:
去一个初始点 x0x_0x0,得到 y0=g(x0)y_0 = g(x_0)y0=g(x0)。然后让 x1=y0x_1 = y_0x1=y0 ,再得出 y1=g(x1)y_1 = g(x_1)y1=g(x1),如是迭代,你会发现,xkx_kxk 逐渐接近于方程的解。我们不妨画图来直观地看一下(最好自己画一下,体会一下过程):
高斯法实现代码——Python:
以方程:x2−4x+4=0x^2-4x+4=0x2−4x+4=0为例,首先将其转换为x=(x2+4)/4x=(x^2+4)/4x=(x2+4)/4的形式,于是,代码如下:
import numpy as np
import pandas as pddef fun(x):y = (x**2+4)/4return ydef Gauss(x0,func):#迭代条件e = 1e-5x = np.zeros(2)x[0] = x0x[1] = func(x[0])while abs(x[0]-x[1])>e:x[0]=x[1]x[1] = func(x[0])return x[1]if __name__ == '__main__':print(Gauss(0,fun))
大家在使用的时候,直接修改 fun(x) 的表达式就行了。
用高斯法求解方程组
待续
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