Peatüki
algus: Võrrandisüsteemide
lahendamine iteratsioonimeetodil
Eelmine: Süsteemimaatriksi
lagu ja iteratsiooniprotsessi koonduvus
Järgmine: Numbriline stabiilsus
Kui suurus
on ühest väiksem, kuid ühele lähedane suurus, siis
Gauss-Seideli meetod koondub,
kuid väga aeglaselt. Tekib probleem, kuidas lähendite jada
koonduvust kiirendada? Üheks koonduvuse kiirendamise võtteks
on nn relaksatsioonimeetod. Relaksatsioonimeetodi
aluseks on algoritm

mille maatrikskujuks on
![]()
kus
ja
Probleemiks on määrata relaksatsiooniparameeter
nii, et
oleks vähim. Teatud lisatingimustel on see probleem lahendatud.
Koonduvuse kiirendamise Chebyshev'i
võte.
Oletame, et oleme leidnud algoritmi (6)
abil süsteemi (1) lahendi
lähendid
Olgu

Probleemiks on määrata valemis (11) kordajad
selliselt, et lähendi
veavektor
oleks väiksem kui veavektor
Juhul
![]()
on loomulik nõuda, et
See on parajasti siis nii, kui

Kuidas valida kordajad
nii, et need rahuldaks seost (12) ja veavektor oleks
lühima pikkusega? Kuna
![]()
siis


kus G=M-1N ja

Tingimusest (12) järeldub, et pk(1)=1.
Lisaks,
![]()
Piirdume järgnevas vaid sümmeetrilise maatriksi G juhuga.
Rahuldagu sümmeetrilise maatriksi G omaväärtused
võrratuste ahelat
![]()
Kui
on maatriksi G omaväärtus,
mis vastab omavektorile
,
siis

st vektor
on ka maatriksi pk(G) omavektor,
mis vastab omaväärtusele

Sümmeetrilise maatriksi G korral on sümmeetriline
ka maatriks pk(G). Järelikult,

Selleks, et vähendada suurust
,
on vaja leida selline polünoom pk(z), mille
väärtused lõigul
on väikesed ja mis rahuldab tingimust pk( 1)=1.
Sellise omadusega on Chebyshev'i polünoomid. Chebyshev'i
polünoomid lõigul [-1;1] defineeritakse rekurrentse seosega
![]()
kusjuures c0(z)=1 ja c1(z)=z.
Need polünoomid rahuldavad võrratust
![]()
ja cj(1)=1 ning suurused |cj(z)|
kasvavad kiiresti väljaspool lõiku [-1;1]. Polünoom
![]()
kus
![]()
rahuldab tingimusi pk(1)=1 ja
![]()
Arvestades seoseid (13) ja(14), leiame, et

Järelikult, mida suurem on
seda suurem on
ja seda suurem on Chebyshev'i kiirendus.