解具特殊系数矩阵线性代数方程组的预条件迭代法

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  求解大型线性代数方程组,特别是由椭圆型偏微分方程离散化后得出的线性代数方程组,一直是令人关注的课题。面对各种数据庞大的线性代数方程组,用传统的几种迭代方法(如Jacobi法,Gauss-Seidel法等),因常常迭代收敛速度缓慢,甚至不能收敛而不尽人意。不少学者发展了当系数矩阵具有特殊性质时(为某类对角占优Z-矩阵、Q-矩阵)的各种传统迭代法的预条件方法,使得收敛性有不少提高。 结合实际问题,本文考虑具有更优特性的分块矩阵,如文中所讨论的具有性质A的矩阵或指数p(p=3,4,5)的(弱)循环矩阵,主要结果有:系数矩阵具有性质A时,分别给出了预条件Jacobi、Gauss-Seidel、对称Gauss-Seidel迭代矩阵与传统块Jacobi迭代矩阵二者特征值之间的关系,作为应用,选取某个恰当的预条件条件因子时,使得传统块Jacobi迭代法不收敛的情况下,预条件块迭代法能收敛;而传统块Jacobi迭代法收敛的情况下,预条件块迭代法能提高收敛速度;系数矩阵是指数p=3,4,5循环矩阵时,分别给出了预条件Jacobi、Gauss-Seidel迭代矩阵与传统块Jacobi迭代矩阵二者特征值之间的关系,作为一个应用,通过预条件因子的特殊取值,使传统Jacobi迭代收敛时,预条件块迭代法的收敛速度成倍提高;举一个具有性质A的矩阵为例,演示预条件迭代法的优越性。
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