若三对角矩阵A按行严格对角占优 则求解三对角方程组Ax=f的追赶法是数值稳定的.
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若三对角矩阵A按行严格对角占优,则求解三对角方程组Ax=f的追赶法是数值稳定的.
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设有舍入误差时由追赶法计算得到的诸量为
,它们彼此之间具有下列关系:
(3.7)
其中出现的量εi、δi、ξi、ηi是近似计算中产生的误差.
假定|εi|≤ε,|δi|≤ε,|ξi|≤ε,|ηi|≤ε,且ε是充分小的正数(要求每一步的计算误差较小).引进记号
,
,
将式(3.7)改写为
,
将上式与求三对角方程组Ax=f的追赶法计算公式进行比较可得,(i=1,2,…,n)应当是扰动三对角方程组
的精确解.
由于三对角矩阵A按行严格对角占优,所以存在正数ρ和δ,使得
(3.8)
即A满足引理的条件.显然有|ai|<δ,|ci|<δ.根据式(3.7)的改写形式可得
,
.
因为ε充分小,所以可要求ε满足
,
,ε≤δ
于是有
假设,则有
根据归纳法原理可得
(i=1,2,…,n-1)
(i=1,2,…,n)
其中.注意到
,
(i=1,2,…,n)
(i=2,3,…,n)
由引理可得,其中
是充分小的正数,M是与n无关的常数.这表明追赶法是数值稳定的.
证毕.
