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Systeme lineaire : Methodes iterative

Posté par
acen
23-02-09 à 17:57

Bonjour ,
je suis complètement bloqué sur cet exercice , si quelqu'un peut m'aider!!

on a la matrice A décomposée comme suit : A = M - N, ou M est une matrice inversible.

la méthode :

x^° € R
Mx^(k+1)=Nx^k + B

je dois réécrire cette méthode en fonction du vecteur résidu: r^K=B-Ax^k.

Soit e^k=x-x^k le vecteur erreur.je dois exprimer e^k+1 en fonction de e^k ... ça ressemble à une suite arithmétique

Merci d'avance

Posté par
jandri Correcteur
re : Systeme lineaire : Methodes iterative 23-02-09 à 18:29

Bonjour acen,

Tu n'as pas entièrement recopié ton énoncé.
Je devine qu'il s'agit de résoudre le système linéaire Ax=B par une méthode itérative; essaie d'écrire toutes les hypothèses.

Posté par
acen
re : Systeme lineaire : Methodes iterative 23-02-09 à 18:59

Au fait , il s'agit plus d'une démonstration , que d'une résolution pure d'un système.

Il y a peut être la première question qui peut vous donner des idées.
il m'est demandé de vérifier que si cette méthode converge vers un vecteur x , alors ce vecteur est solution du système Ax=b.
je l'ai déjà faite.

Posté par
jandri Correcteur
re : Systeme lineaire : Methodes iterative 23-02-09 à 19:18

De MX_{k+1}=NX_k+B tu dois obtenir MX_{k+1}=MX_k+r_k d'où X_{k+1}=X_k+M^{-1}r_k.
Ensuite e_{k+1}=e_k-M^{-1}r_k.
J'ai utilisé une notation en indices plutôt qu'en exposants.

Posté par
acen
re : Systeme lineaire : Methodes iterative 23-02-09 à 19:51

Merci,
pour la première , je trouve bien ça : MX_{k+1}=MX_k+r_k
(on remplace N par (-A+m) et on développe).
Pour la dernière question , j'ai pas réussi a retrouver e^k+1.
Au fait comme e^k=x-x^k , j'ai posé x^k=e^k+x , et je l'ai remplacé dans le résultat x^(k+1)=x^k+M^-1 r^k ...



ps: vous pouvez m'expliquer rapidement à quoi sert le vecteur résidu SVP

Posté par
jandri Correcteur
re : Systeme lineaire : Methodes iterative 23-02-09 à 20:56

Pour obtenir ek+1 on change k en k+1 dans la définition de ek.
Le vecteur rk=B-Axk sert à mesurer l'écart entre B et Axk, valeur approchée obtenue en remplaçant la solution exacte x par la solution approchée xk.

Posté par
acen
re : Systeme lineaire : Methodes iterative 26-02-09 à 22:06

e^k=x-x^k <=> x^k=x-e^k
e^(k+1)=x-x^(k+1) <=> x^(k+1)=x-e^(k+1)

Et on remplace dans X^(k+1)=X^k+M^(-1)r^k , pour obtenir e_{k+1}=e_k-M^{-1}r_k.

Mais d'après notre prof n'est pas convaincu que e^k+1 est bien exprimé en fonction e^k ... :s , surtout que la question qui suit dépend de ce résultat :
En déduire une condition nécessaire et suffisante pour que l'erreur e^k+1 tende vers 0 ...

Posté par
jandri Correcteur
re : Systeme lineaire : Methodes iterative 26-02-09 à 22:57

De e_{k+1}=e_k-M^{-1}r_k on déduit avec r_k=B-Ax_k=A(x-x_k)=Ae_k:
e_{k+1}=e_k-M^{-1}Ae_k=(I-M^{-1}A)e_k d'où par récurrence e_k=(I-M^{-1}A)^ke_0 (la suite (e_k) est géométrique).

Posté par
acen
re : Systeme lineaire : Methodes iterative 27-02-09 à 14:12

Ok merci , j'ai reussi à faire les questions qui suivent.
Dans la partie 3 , on applique cela aux methodes de Jacobi et de Gauss-Seidel:

"Dans cette methode on calcule xk+1 à partir de xkcomposantes par composantes et en écrivant que chaque composante du vecteur résidu est nulle,c'est à dire que rik+1=0 pour i=1,...,n"

q1:En deduire l'expression de Ai,ixik+1
Rep: on sait que rik+1=0
donc rik+1=B-Ai,ixik+1=0
soit B=Ai,ixik+1
Le prof n'est pas d'accord, d'aprés lui il ya une confusion entre vecteurs et réels ..

Posté par
jandri Correcteur
re : Systeme lineaire : Methodes iterative 27-02-09 à 22:11

Bonsoir,

Dans les méthodes itératives on n'obtient pas rk=0, c'est seulement la limite de la suite rk qui est nulle. On s'arrête quand l'erreur ek est suffisamment petite.
Le prof a raison puisque B est un vecteur alors que Ai,jxik+1 est un réel.

Posté par
acen
re : Systeme lineaire : Methodes iterative 28-02-09 à 10:43

Ok merci , je vais essayer d'autres pistes ...
Si quelqu'un aurait une idée , n'hésitez pas!

Posté par
acen
re : Systeme lineaire : Methodes iterative 03-03-09 à 20:44

Bonjour ,


Voici ce que j'ai trouver pour l'expression Ai,ixik+1 :

Dans cette méthode on calcule xk+1 à partir de xx composantes par composantes et en écrivant que chaque composante du vecteur résidu est nulle, c'est-à-dire que rik+1 = 0, pour i=1, …, n.

1) On cherche l'expression de Ai,ixik+1  

On cherche à résoudre le système Ax = b, qui peut se présenter sous cette forme :

        a11    a12       x1           ═ b1
         a21    a22       x2             b2


On obtient :
a11 x1 +   a12 x2  = b1
a21 x1 +   a22 x2  = b2

On cherche à déterminer a11 x1k+1 :
   r1k+1 = b1 - (a11 x1k+1 +  a12 x2k) = 0
Donc    a11 x1k+1 = b1 - a12 x2k

On cherche à déterminer a22 x2k+1 :
   r2k+1 = b2 - (a21 x1k  + a22 x2k+1) = 0
Donc    a22 x2k+1 = b2 - a21 x2k

On peut en déduire l'expression de Ai,ixik+1 :
    
Ai,ixik+1   = bi -   aij xjk  , pour j≠i


2)  On doit expliciter les matrices M et N

J'ai pas vraiment d'idée la-dessus, si ce n'est que ce que j'obtiens ça ressemble à la formule Mx^(k+1)=Nx^k + B

Posté par
acen
re : Systeme lineaire : Methodes iterative 03-03-09 à 20:46

le résultat c'est ça : Ai,ixik+1   = bi -   aij xjk  , pour j≠i



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