Peatüki algus: Võrrandisüsteemide lahendamine iteratsioonimeetodil
Eelmine: Süsteemimaatriksi lagu ja iteratsiooniprotsessi koonduvus
Järgmine: Numbriline stabiilsus


Iteratsiooniprotsessi koonduvuse kiirendamine

Kui suurus tex2html_wrap_inline886 on ühest väiksem, kuid ühele lähedane suurus, siis Gauss-Seideli meetod koondub, kuid väga aeglaselt. Tekib probleem, kuidas lähendite jada tex2html_wrap_inline782 koonduvust kiirendada? Üheks koonduvuse kiirendamise võtteks on nn relaksatsioonimeetod. Relaksatsioonimeetodi aluseks on algoritm
displaymath854
mille maatrikskujuks on
displaymath855
kus tex2html_wrap_inline890 ja tex2html_wrap_inline892 Probleemiks on määrata relaksatsiooniparameeter tex2html_wrap_inline894 nii, et tex2html_wrap_inline896 oleks vähim. Teatud lisatingimustel on see probleem lahendatud.


Koonduvuse kiirendamise Chebyshev'i võte.

Oletame, et oleme leidnud algoritmi (6) abil süsteemi (1) lahendi tex2html_wrap_inline694 lähendid tex2html_wrap_inline900 Olgu
 equation444
Probleemiks on määrata valemis (11) kordajad tex2html_wrap_inline902 selliselt, et lähendi tex2html_wrap_inline904 veavektor tex2html_wrap_inline906 oleks väiksem kui veavektor tex2html_wrap_inline908 Juhul
displaymath856
on loomulik nõuda, et tex2html_wrap_inline910 See on parajasti siis nii, kui
 equation472
Kuidas valida kordajad tex2html_wrap_inline902 nii, et need rahuldaks seost (12) ja veavektor oleks lühima pikkusega? Kuna
displaymath857
siis
displaymath858

displaymath859
kus G=M-1N ja
displaymath860
Tingimusest (12) järeldub, et pk(1)=1. Lisaks,
 equation503
Piirdume järgnevas vaid sümmeetrilise maatriksi G juhuga. Rahuldagu sümmeetrilise maatriksi G omaväärtused tex2html_wrap_inline922 võrratuste ahelat
displaymath861
Kui tex2html_wrap_inline652 on maatriksi G omaväärtus, mis vastab omavektorile tex2html_wrap_inline694, siis
displaymath862
st vektor tex2html_wrap_inline694 on ka maatriksi pk(G) omavektor, mis vastab omaväärtusele
displaymath863
Sümmeetrilise maatriksi G korral on sümmeetriline ka maatriks pk(G). Järelikult,
displaymath864
Selleks, et vähendada suurust tex2html_wrap_inline938, on vaja leida selline polünoom pk(z), mille väärtused lõigul tex2html_wrap_inline942 on väikesed ja mis rahuldab tingimust pk( 1)=1. Sellise omadusega on Chebyshev'i polünoomid. Chebyshev'i polünoomid lõigul [-1;1] defineeritakse rekurrentse seosega
displaymath865
kusjuures c0(z)=1 ja c1(z)=z. Need polünoomid rahuldavad võrratust
displaymath866
ja cj(1)=1 ning suurused |cj(z)| kasvavad kiiresti väljaspool lõiku [-1;1]. Polünoom
 equation558
kus
displaymath867
rahuldab tingimusi pk(1)=1 ja
displaymath868
Arvestades seoseid (13) ja(14), leiame, et
displaymath869
Järelikult, mida suurem on tex2html_wrap_inline960 seda suurem on tex2html_wrap_inline962 ja seda suurem on Chebyshev'i kiirendus.