Solve Equations by Gauss-Seidel Method
1.गाॅस-सीडल विधि से समीकरणों को हल करें (Solve Equations by Gauss-Seidel Method),क्राउट विधि द्वारा समीकरण निकाय का हल (Solve System of Equations by Crout Method):
गाॅस-सीडल विधि से समीकरणों को हल करें (Solve Equations by Gauss-Seidel Method) के इस आर्टिकल में समीकरण निकाय के समीकरणों वाले सवालों को क्राउट विधि,जॅकोबी पुनरावृत्ति और गाॅस-सीडल पुनरावृत्ति विधि से हल करना सीखेंगे।
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2.गाॅस-सीडल विधि से समीकरणों को हल करें के उदाहरण (Solve Equations by Gauss-Seidel Method Examples):
Example:6.क्राउट विधि द्वारा निम्न समीकरण निकाय का हल ज्ञात कीजिए:
(Solve the following system of equations by crout’s method):
10 x_1 - 7 x_2+3 x_3+5 x_4=6 \\-6 x_1+8 x_2-x_3-4 x_4=5 \\3 x_1+x_2+4 x_3+11 x_4=2 \\5 x_1-9 x_2-2 x_3+4 x_4=7
Solution: 10 x_1 - 7 x_2+3 x_3+5 x_4=6 \\-6 x_1+8 x_2-x_3-4 x_4=5 \\3 x_1+x_2+4 x_3+11 x_4=2 \\5 x_1-9 x_2-2 x_3+4 x_4=7
यहाँ A=\left[\begin{array}{cccc} 10 & -7 & 3 & 5 \\ -6 & 8 & -1 & -4 \\ 3 & 1 & 4 & 11 \\ 5 & -9 & -2 & 4 \end{array}\right] तथा B=\left[\begin{array}{l} 6 \\ 5 \\ 2 \\ 7 \end{array}\right] \cdots(1)
अतः संवर्धित मैट्रिक्स (Augmented Matrix)
M=[A : B]=\left[\begin{array}{cccc:c} 10 & -7 & 3 & 5 & 6\\ -6 & 8 & -1 & -4 & 5 \\ 3 & 1 & 4 & 11 & 2 \\ 5 & -9 & -2 & 4 & 7 \end{array}\right] \cdots(2)
अब क्राउट विधि से सहायक मैट्रिक्स (auxiliary matrix) M’ निम्न रूप में प्राप्त होगा:
M^{\prime}=\left[\begin{array}{lllll} a_{11}^{\prime} & a_{12}^{\prime} & a_{13}^{\prime} & a_{14}^{\prime}: & b_1^{\prime} \\ a_{21}^{\prime} & a_{22}^{\prime} & a_{23}^{\prime} & a_{24}^{\prime}: & b_2^{\prime} \\ a_{31}^{\prime} & a_{32}^{\prime} & a_{33}^{\prime} & a_{34}^{\prime}: & b_3^{\prime} \\ a_{41}^{\prime} & a_{42}^{\prime} & a_{43}^{\prime} & a_{44}^{\prime} : & b_4^{\prime}\end{array}\right] \cdots(3)
(1.)प्रथम स्तम्भ के अवयव
a_{11}^{\prime}=a_{11}=10, a_{21}^{\prime}=a_{21}=-6 , a_{31}^{\prime}=a_{31}=3, a_{41}^{\prime}=a_{41}=5 \cdots(4)
(2.)प्रथम पंक्ति के अवयव
a_{12}^{\prime}=\frac{a_{12}}{a_{11}}=\frac{-7}{10} तथा a_{13}^{\prime}=\frac{a_{13}}{a_{11}}=\frac{3}{10}
तथा a_{14}^{\prime}=\frac{a_{14}}{a_{11}}=\frac{5}{10}=\frac{1}{2} तथा b_1^{\prime}= \frac{b_1}{a_{11}}=\frac{6}{10}=\frac{3}{5} \cdots(5)
(3.)द्वितीय स्तम्भ के अवयव
a_{22}^{\prime}=a_{22}-a_{21}^{\prime} a_{12}^{\prime}=8-(-6)\left(-\frac{7}{10}\right) \\ \Rightarrow a_{22}^{\prime}=+\frac{19}{5}
तथा \Rightarrow a_{32}^{\prime}=a_{32}-a_{31}^{\prime} a_{12}^{\prime}=1-3\left(-\frac{7}{10} \right) \\ \Rightarrow a_{32}^{\prime}=\frac{31}{10}
तथा a_{42}^{\prime}=a_{42}-a_{41}^{\prime} a_{12}^{\prime}=-9-5\left(-\frac{7}{10}\right) \\ \Rightarrow a_{42}^{\prime}=-\frac{11}{2}
(4.)द्वितीय पंक्ति के अवयव
a_{23}^{\prime} =\frac{1}{a_{22}^{\prime}}\left(a_{23}-a_{21} a_{13}^{\prime}\right) \\ =\frac{1}{19}\left[-1-(-6)\left(\frac{3}{10}\right)\right] \\ =\frac{5}{19}\left(-1+\frac{9}{5}\right) \\ \Rightarrow a_{23}^{\prime} =\frac{4}{19}
तथा a_{24}^{\prime}=\frac{1}{a_{22}^{\prime}}\left(a_{24}-a_{21}^{\prime} a_{14}^{\prime}\right) \\ =\frac{1}{19}\left[-4-(-6)\left(\frac{5}{10}\right)\right] \\ =\frac{5}{19}(-4+3) \\ \Rightarrow a_{24}^{\prime} =-\frac{5}{19}
तथा b_2^{\prime}=\frac{1}{a_{22}}\left(b_2-a_{21}^{\prime} \cdot b_1^{\prime}\right) \ =\frac{1}{19}\left[5-(-6)\left(\frac{3}{5}\right)\right] \\ =\frac{5}{19}\left(\frac{25+18}{5}\right) \\ \Rightarrow b_2^{\prime}=\frac{43}{19}
(5.)तृतीय स्तम्भ के अवयव
a_{33}^{\prime}=a_{33}-\left(a_{31}^{\prime} a_{13}^{\prime}+a_{32}^{\prime} a_{23}^{\prime} \right) \\ =4-\left(3 \times \frac{3}{10} \times+\frac{31}{10} \times \frac{4}{19}\right) \\ =4-\left(\frac{9}{10}+\frac{124}{190}\right) \\ =4-\left(\frac{171+124}{190}\right) \\ =\frac{760-295}{190} \\ \Rightarrow a_{33}^{\prime} =\frac{465}{190}=\frac{93}{38}
तथा a_{43}^{\prime}=a_{43}-\left(a_{41}^{\prime} a_{13}^{\prime}+a_{42}^{\prime} a_{23}^{\prime}\right) \\ =-2-\left[5 \times \frac{3}{10}+\left(-\frac{11}{2}\right) \times\left(\frac{4}{19}\right)\right] \\ =-2-\left(\frac{3}{2}-\frac{22}{19}\right) \\ =-2-\left(\frac{57-44}{38}\right) \\ =-2-\frac{130}{38} \\ =\frac{-76-13}{38}=\frac{-89}{38} \\ \Rightarrow a_{43}^{\prime}=\frac{-89}{38}
(6.)तृतीय पंक्ति के अवयव
a_{34}^{\prime} =\frac{1}{a_{33}^{\prime}}\left(a_{34}-a_{31}^{\prime} a_{14}^{\prime}-a_{32}^{\prime} a_{24}^{\prime}\right) \\ =\frac{1}{\frac{93}{38}}\left(11-3 \times \frac{1}{2}-\frac{31}{10} \times \frac{-5}{19}\right) \\ =\frac{38}{93}\left(\frac{11}{1}-\frac{3}{2}+\frac{155}{190}\right) \\ =\frac{38}{93}\left(\frac{2090-285+155}{190}\right) \\ =\frac{38}{93} \times \frac{1960}{190}=\frac{392}{93} \\ \Rightarrow a_{34}^{\prime}=\frac{7448}{1767}=\frac{392}{93}
तथा b_3^{\prime}=\frac{1}{a_{33}^{\prime}}\left(b_{33}-a_{31}^{\prime} b_1^{\prime}-a_{32}^{\prime} b_2^{\prime}\right) \\=\frac{1}{\frac{93}{38}}\left(2-3 \times \frac{3}{5}-\frac{31}{10} \times \frac{43}{19}\right) \\ =\frac{38}{93}\left(\frac{2}{1}-\frac{9}{5}-\frac{1333}{190}\right) \\=\frac{38}{93} \left(\frac{380-342-1333}{190}\right) \\ \Rightarrow b_3^{\prime}=\frac{38}{93} \times-\frac{1295}{190}=-\frac{259}{93}
(7.)चतुर्थ स्तम्भ का अवयव
a_{44}^{\prime}=a_{44}-a_{41}^{\prime} a_{14}^{\prime}-a_{42}^{\prime} a_{24}^{\prime}-a_{43}^{\prime} a_{34}^{\prime} \\ =4-5 \times \frac{1}{2}-\left(-\frac{11}{2}\right) \times\left(-\frac{5}{19}\right)-\left(-\frac{89}{38}\right) \times \left(\frac{7448}{1767}\right) \\ =\frac{4}{1}-\frac{5}{2}-\frac{55}{38}+\frac{662872}{67146} \\ =\frac{268584-167865-97185+662872}{67146} \\ \Rightarrow a_{44}^{\prime}= \frac{666406}{67146} \\ \Rightarrow a_{44}^{\prime}= \frac{17537}{1767}
(8.)चतुर्थ पंक्ति का शेष अवयव
b_4^{\prime} =\frac{1}{a_{44}^{\prime}}\left(b_4-a_{41}^{\prime} b_1^{\prime}-a_{42}^{\prime} b_2^{\prime}-a_{43}^{\prime} b_3^{\prime}\right) \\ =\frac{1}{\frac{17537}{1767}}\left[7-5 \times \frac{3}{5}-\left(-\frac{11}{2}\right) \times \frac{43}{19} - \left(-\frac{89}{38}\right) \cdot\left(\frac{-259}{93}\right)\right] \\ =\frac{1767}{17537}\left[\frac{4}{1}+\frac{473}{38}-\frac{23051}{3534}\right] \\ =\frac{1767}{17537}\left[\frac{14136+43989-23051}{3534}\right] \\ =\frac{1767}{17537} \times \frac{35074}{3534} \\ \Rightarrow b_4^{\prime}=1
निकाय का हल
x_4=b_4^{\prime}=1, x_3=b_3^{\prime}-\left(a_{34}^{\prime} x_4\right) \\ x_3=-\frac{259}{93}-\left(\frac{392}{93} \times 1\right)=\frac{-259-392}{93} \\ \Rightarrow x_3 =-\frac{657}{93} \Rightarrow x_3=-7 \\ x_2 =b_2^{\prime}-\left(a_{23}^{\prime} x_3+a_{24}^{\prime} x_4\right) \\ =\frac{43}{19}-\left(\frac{4}{19} \times-7-\frac{5}{19} \times 1\right) \\=\frac{43}{19}-\left(\frac{-28}{19}-\frac{5}{19}\right) \\ =\frac{43}{19}-\left(-\frac{33}{19}\right) \\ =\frac{43+33}{19}=\frac{76}{19} \\ \Rightarrow x_2=4 \\ x_1=b_1^{\prime}-\left(a_{12}^{\prime} x_2+a_{13}^{\prime} x_3+a_{14}^{\prime} x_4\right) \\ =\frac{3}{5}-\left(\frac{-7}{10} \times 4+\frac{3}{10} \times-7+\frac{1}{2} \times 1\right) \\ =\frac{3}{5}-\left( \frac{-28-21+5}{10} \right) \\ =\frac{3}{5}+\frac{44}{10}=\frac{6+44}{10}=\frac{50}{10} \\ \Rightarrow x_1=5
अतः x_1=5, x_2=4, x_3=-7, x_4=1
Example:7.निम्न समीकरण निकाय का जॅकोबी पुनरावृत्ति विधि द्वारा तृतीय सन्निकटन तक हल ज्ञात कीजिए:
(Find the solution of the following system of equations upto third order approximation by Jacobi’s iterative method)’
x_1-3 x_2+x_3=4 \\ 2 x_1+x_2-x_4=5 \\ 3 x_1-2 x_2-x_3-2 x_4=6 \\ 4 x_1-x_2+3 x_4=7
Solution: x_1-3 x_2+x_3=4 \cdots(1)\\ 2 x_1+x_2-x_4=5 \cdots(2) \\ 3 x_1-2 x_2-x_3-2 x_4=6 \cdots(3) \\ 4 x_1-x_2+3 x_4=7 \cdots(4)
समीकरण (2) को 3 से गुणा करने परः
6 x_1+3 x_2-3 x_4=15 \cdots(5) \\ 4 x_1-x_2+3 x_4=7 \cdots(4)
समीकरण (5) व (4) को जोड़ने परः
10 x_1+2 x_2=22 \\ \Rightarrow 5 x_1+x_2=11 \cdots(6) \\ x_1-3 x_2+x_3=4 \cdots(1)\\ 3 x_1-2 x_2-x_3-2 x_4=6 \cdots(3)
समीकरण (1) व (3) को जोड़ने परः
4 x_1-5 x_2-2 x_4=10 \cdots(7)
समीकरण (2) को 2 से गुणा करने परः
\begin{array}{cccc}4 x_1+2 x_2-2 x_4=10 \cdots(8) \\ 4 x_1-5 x_2-2 x_4=10 \cdots(7) \\ \quad \quad - \quad \quad + \quad \quad + \quad \quad - \text{ घटाने परः } \quad \quad \\ \hline \end{array} \\ 7 x_2=0 \\ \Rightarrow x_2=0
x_{2} का मान (6) में रखने परः
5 x_1+0=11 \\ \Rightarrow x_1=\frac{11}{5}=2.2
x_{1}, x_{2} का मान समीकरण (1) में रखने परः
2.2-3(0)+x_3=4 \\ \Rightarrow x_3=4-2.2=1.8
x_{1}, x_{2} का मान समीकरण (2) में रखने परः
2(2.2)+0-x_4=5 \\ \Rightarrow 4.4-x_4=5 \\ \Rightarrow x_4=4.4-5 \\ \Rightarrow x_4=-0.6
अतः x_1=2.2, x_2=0, x_3=1.8, x_4=-0.6
उपर्युक्त हल विलोपन विधि से किया गया है।अब जॅकोबी पुनरावृत्ति विधि से दिए गए समीकरण निकाय को अधिकतम गुणांक वाले चर के लिए हल करने परः
\left.\begin{array}{l} x_1=\frac{1}{2}\left(5-x_2+x_4\right) \\ x_2=\frac{1}{3}\left(-4+x_1+x_3\right) \\ x_3=-6+3 x_1-2 x_2-2 x_4 \\ x_4=\frac{1}{3}\left(7-4 x_1+x_2\right) \end{array}\right] \cdots(8)
(1.)प्रथम सन्निकटन
x_1^{(1)}=\frac{5}{2}=2.5, x_2^{(1)}=-\frac{4}{3}=-1.3333, x_3^{(1)}=-6, x_4^{(1)}=\frac{7}{3}=2.3333
(2.)द्वितीय सन्निकटन
x_1^{(2)}=\frac{1}{2}(5+1.3333+2.3333)=4.3333 \\ x_2^{(2)}=\frac{1}{3}(-4+2.5-6)=-2.5 \\ x_3^{(2)}=-6+3 \times 2.5-2 \times-1.3333-2 \times 2.3333 \\ \Rightarrow x_3^{(2)}=-0.5 \\ x_4^{(2)}= \frac{1}{3}(7-4 \times 2.5-1.3333) \approx-1.4444
(3.)तृतीय सन्निकटन
x_1^{(3)}=\frac{1}{2}(5+2.5-1.4444)=3.0278 \\ x_2^{(3)}=\frac{1}{3}(-4+4.3333-0.5) \approx -0.0555 \approx 0 \\ x_3^{(3)}=-6+3 \times 4.3333-2 \times-2.5-2 \times-1.4444 \approx 14.8887 \\ x_4^{(3)}= \frac{1}{3}(7-4 \times 4.3333-2.5) \approx-4.2777
उपर्युक्त मान समीकरण को सन्तुष्ट नहीं करते हैं तथा x_2 \approx 0 अतः समीकरण (1) व (3) से x_2 का विलोपन करने तथा (2) व (4) में x_2 \approx 0 रखने परः
\begin{array}{cc}2 x_1-6 x_2+2 x_3=8 \cdots(9) \\ 9 x_1-6 x_2-3 x_3-6 x_4=18 \cdots(10) \\ \quad \quad - \quad \quad + \quad \quad + \quad \quad + \quad \quad - \text{ घटाने परः } \quad \quad \\ \hline \end{array} \\ -7 x_1+5 x_3+6 x_4=-10 \\ x_3=\frac{1}{5}\left(-10+7 x_1-6 x_4\right) \\ x_1=\frac{1}{2} \left(5+x_4\right) \\ x_3=\frac{1}{5}\left(-10+7 x_1-6 x_4\right) \\ x_4=\frac{1}{3}\left(7-4 x_1\right)
(4.)चतुर्थ सन्निकटन
x^{(4)}=\frac{1}{2}(5-4.2777)=0.3612 \\ x_3^{(4)}=\frac{1}{5}(-10+7 \times 3.0278-6 \times-4.2777) \\ \Rightarrow x_3^{(4)} \approx 7.3722 \\ x_4^{(4)}=\frac{1}{3}(7-4 \times 3.0278) \approx-1.7037
(5.)पंचम सन्निकटन
x_1^{(5)}=\frac{1}{2}(5-1.7037) \approx 1.6482 \\ x_3^{(5)}=\frac{1}{5}(-10+7 \times 0.3612-6 \times-1.7037) \approx 0.5501 \\ x_4^{(5)}=\frac{1}{3}(7-4 \times 0.3612) \approx 1.8517
(6.)षष्ठम सन्निकटन
x_1^{(6)}=\frac{1}{2}(5+1.8517) \approx 3.4259 \\ x_3^{(6)}=\frac{1}{5}(-10+7 \times 1.6482-6 \times 1.8517) \\ \Rightarrow x_3^{(6)} \approx-1.9146 \\ x_4^{(6)}=\frac{1}{3}(7-4 \times 1.6482) \approx 0.1357
(7.)सप्तम सन्निकटन
x_1^{(7)}=\frac{1}{2}(5+0.1357) \approx 2.5679 \\ x_3^{(7)}=\frac{1}{5}(-10+7 \times 3.4259-6 \times 0.1357) \approx 2.6334 \\ x_4^{(7)}=\frac{1}{3}(7-4 \times 3.4259) \approx-2.2345
(8.)अष्ठम सन्निकटन
x_1^{(8)}=\frac{1}{2}(5-2.2345) \approx 1.3828 \\ x_3^{(8)}=\frac{1}{5}(-10+7 \times 2.5679-6 \times-2.2345) \\ \Rightarrow x_3^{(8)} \approx 4.2765 \\ \Rightarrow x_4^{(8)}=\frac{1}{3} (7-4 \times 2.5679) \approx-1.0905
(9.)नवम सन्निकटन
x_1^{(9)}=\frac{1}{2}(5-1.0905) \approx 1.9548 \\ x_3^{(9)}=\frac{1}{5}(-10+7 \times 1.3828-6 \times 1.0905) \approx 1.2445 \\ x_4^{(9)}=\frac{1}{3}(7-4 \times 1.3828) \approx 0.4896
(10.)दशम सन्निकटन
x_1^{(10)}=\frac{1}{2}(5+0.4896) \approx 2.7448 \\ x_3^{(10)}=\frac{1}{5}(-10+7 \times 1.9548-6 \times 0.4896) \approx 0.1492 \\ x_4^{(10)}=\frac{1}{3}(7-4 \times 1.9548) \approx-0.2731
इस प्रकार आगे सन्निकटन करने पर उत्तरोत्तर सुधार होता जाएगा।
Example:8. गाॅस-सीडल पुनरावृत्ति विधि द्वारा चतुर्थ सन्निकटन तक हल ज्ञात कीजिए:
(Find the solution of the following system of equations Gauss-Seidel iterative method taking upto forth order approximation)’
2 x_1-x_2+x_3=5 \\ x_1+3 x_2-2 x_3=7 \\ x_1+2 x_2+3 x_3=10
Solution: दिए गए समीकरण निकाय को अधिकतम गुणांक वाले चर के लिए हल करने परः
x_1=\frac{1}{2}\left(5+x_2-x_3\right) \cdots(1)\\ x_2=\frac{1}{3}\left(7-x_1+2 x_3\right) \cdots(2) \\ x_3=\frac{1}{3}\left(10-x_1-2 x_2\right) \cdots(3)
(1.)प्रथम सन्निकटन
समीकरण x_2=0 , x_3=0 में रखने परः
x_1^{(1)}=\frac{5}{2}=2.5
समीकरण (2) में x_1=x_1^{(1)} तथा x_3=0
x_2^{(1)}=\frac{1}{3}(7-2.5)=1.5
तथा तृतीय समीकरण में x_1=x_1^{(1)} तथा x_2=x_2^{(2)} रखने परः
x_3^{(1)}=\frac{1}{3}(10-2.5-2 \times 1.5)=1.5
अतः x_1^{(1)}=2.5, x_2^{(1)}=1.5 तथा x_3^{(1)}=1.5 \cdots(4)
(2.)द्वितीय सन्निकटन
x_1^{(2)}=\frac{1}{2}\left(5+x_2^{(1)}-x_3^{(1)}\right)=\frac{1}{2}(5+1.5-1.5) \\ \Rightarrow x_1^{(2)}=2.5 \\ x_2^{(2)}=\frac{1}{3}\left(7-x_1^{(2)}+2 x_3^{(1)}\right) \\ \Rightarrow x_2^{(2)}=\frac{1}{3}(7-2.5+2 \times 1.5)=2.5
तथा x_3^{(2)}=\frac{1}{3}\left(10-x_1^{(2)}-2 x_2^{(2)}\right) \\ \Rightarrow x_3^{(2)}=\frac{1}{3}(10-2.5-2 \times 2.5) \approx 0.8333
(3.)तृतीय सन्निकटन
x_1^{(3)}=\frac{1}{2}\left(5+x_2^{(2)}-x_3^{(2)}\right) \\ \Rightarrow x_1^{(3)}=\frac{1}{2}(5+2.5-0.8333) \approx 3.3334 \\ x_2^{(3)}=\frac{1}{3}\left(7-x_1^{(3)}+2 x_3^{(2)}\right) \\ \Rightarrow x_2^{(3)} =\frac{1}{3}(7-3.3334+2 \times 0.8333) \approx 1.7777 \\ x_3^{(3)}=\frac{1}{3}\left(10-x_1^{(3)}-2 x_2^{(3)} \right) \\ \Rightarrow x_3^{(3)}=\frac{1}{3}(10-3.3334-2 \times 1.7777) \approx 1.0371
(4.)चतुर्थ सन्निकटन
x_1^{(4)}=\frac{1}{2}\left(5+x_2^{(3)}-x_3^{(3)}\right) \\ \Rightarrow x_1^{(4)}=\frac{1}{2} \left(5+1.7777+1.0371\right) \approx 2.8703 \\ x_2^{(4)}=\frac{1}{3}\left(7-x_1^{(4)}+2 x_3^{(3)}\right) \\ \Rightarrow x_2^{(4)}=\frac{1}{3}\left(7-2.8703+2 \times 1.0371\right) \approx 2.06797 \\ x_3^{(4)} =\frac{1}{3}\left(10-x_1^{(4)}-2 x_2^{(4)}\right)\\ x_3^{(4)}=\frac{1}{3}(10-2.8703-2 \times 2.06797) \approx 0.99792 \\ x_1^{(4)}=2.8303, x_2^{(4)}=2.06797, x_3^{(4)}=0.9979
Example:9. गाॅस-सीडल पुनरावृत्ति विधि द्वारा सन्निकटन हल ज्ञात कीजिए:(दो पुनरावृत्ति कीजिए )
(Solve of the following system of linear by using Gauss-Seidel iterative method)’
83 x_1+11 x_2-4 x_3=95, \\ 7 x_1+52 x_2+13 x_3=104 \\ 3 x_1+8 x_2+29 x_3=71
Solution: दिए गए समीकरण निकाय को अधिकतम गुणांक वाले चर के लिए हल करने परः
x_1=\frac{1}{83}\left(95-11 x_2+9 x_3\right) \cdots (1) \\ x_2=\frac{1}{52}\left(104-7 x_1-13 x_3\right) \cdots(2) \\ x_3=\frac{1}{29}\left(71-3 x_1-8 x_2\right) \cdots(3)
(1.)प्रथम सन्निकटन
समीकरण x_1=0 , x_1=0 में रखने परः
x_1^{(1)}=\frac{95}{83}=1.14458
समीकरण (2) में x_1=x_1^{(1)} तथा x_2=0
x_2^{(1)}=\frac{1}{52}(104-1.14558 \times 7-13 \times 0) \\ \Rightarrow x_2^{(1)} \approx 1.84592
तथा तृतीय समीकरण में x_1=x_1^{(1)} तथा x_2=x_2^{(1)} रखने परः
x_3^{(1)}=\frac{1}{29}(71-3 \times 1.14458-8 \times 1.84592) \\ \Rightarrow x_3^{(1)}= 1.82065
अतः x_1^{(1)}=1.14458, x_2^{(1)}=1.84592, x_3^{(1)}=1.82065
(2.)द्वितीय सन्निकटन
x_1^{(2)}=\frac{1}{83}\left(95-11 x_2^{(1)}+4 x_3^{(1)}\right) \\ =\frac{1}{83}(95-11 \times 1.84592 +4 \times 1.82065) \\ \Rightarrow x_1^{(2)} \approx 0.98768 \\ x_2^{(2)}=\frac{1}{52}\left(104-7 x_1^{(2)}-13 x_3^{(1)}\right) \\ =\frac{1}{52}(104-7 \times 0.98768-13 \times 1.82065) \\ \Rightarrow x_{2}^{(2)} \approx 1.41188 \\ x_3^{(2)}=\frac{1}{29}\left(71-3 x_1^{(2)}-8 x_2^{(2)}\right) \\ =\frac{1}{29}(71-3 \times 0.98768-8 \times 1.41188) \\ \Rightarrow x_3^{(2)} \approx 1.95662
अतः x_1^{(2)} \approx 0.98768, x_2^{(2)} \approx 1.41188, x_3^{(2)} \approx 1.95662
उपर्युक्त उदाहरणों के द्वारा गाॅस-सीडल विधि से समीकरणों को हल करें (Solve Equations by Gauss-Seidel Method),क्राउट विधि द्वारा समीकरण निकाय का हल (Solve System of Equations by Crout Method) को समझ सकते हैं।
3.गाॅस-सीडल विधि से समीकरणों को हल करें के सवाल (Solve Equations by Gauss-Seidel Method Questions):
गाॅस-सीडल विधि से समीकरणों को हल करें
(Apply Gauss-Seidel iterative method of solve equations):
(1.) 10 x_1+x_2+x_3=12 \\ 2 x_1+10 x_2+x_3=13 \\ 2 x_1+2 x_2+10 x_3=14
(2.) 27 x+6 y-z=85 \\ 6 x+15 y+2 z=72 \\ x+y+54 z=110
उत्तर (Answers): (1.) x_1^{(3)}=1, x_2^{(3)}=1, x_3^{(3)}=1
(2.) x^{(3)}=2.426, y^{(3)}=3.572, z^{(3)}=1.926
उपर्युक्त सवालों को हल करने पर गाॅस-सीडल विधि से समीकरणों को हल करें के सवाल (Solve Equations by Gauss-Seidel Method),क्राउट विधि द्वारा समीकरण निकाय का हल (Solve System of Equations by Crout Method) को ठीक से समझ सकते हैं।
Also Read This Article:- Solve Equations by Cramer Rule
4.गाॅस-सीडल विधि से समीकरणों को हल करें के सवाल (Frequently Asked Questions Related to Solve Equations by Gauss-Seidel Method),क्राउट विधि द्वारा समीकरण निकाय का हल (Solve System of Equations by Crout Method) से सम्बन्धित अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न:
प्रश्न:1.रैखिक समीकरणों के संगत निकाय को हल करने की कौनसी विधियाँ हैं? (What Are the Methods of Solution of a System of Consistent Linear Equations?):
उत्तर:(1.)सीधी विधियाँ (Direct Methods)
(i)क्रेमर नियम (Cramer’s rule)
(ii)व्युत्क्रम मैट्रिक्स की विधि (Method of inverse of matrix)
(iii)गाॅस उत्तरोत्तर विलोपन विधि (Gauss’s, successive elimination method)
(iv)गाॅस-जाॅर्डन समानयन विधि (Gauss-Jordan reduction method)
(v)चोलस्की विधि (Choleski’s method)
(vi)क्राउट विधि (Crout’s method)
(2.)पुनरावृत्ति विधियाँ (Iteration Methods):
(i)जॅकोबी विधि (Jacobi’s Method)
(ii)गाॅस-सीडल विधि (Gauss-Seidel method)
प्रश्न:2.क्राउट विधि अपेक्षाकृत सरल क्यों है? (Why is Crout Method Relatively Simple?):
उत्तर:इस विधि में रैखिक समीकरण निकाय का संख्यात्मक हल निकालना गाॅस विलोपन विधि के सापेक्ष सरल होता है,क्योंकि गणनाओं की संख्या कम होती है तथा इसका कम्प्यूटर प्रोग्राम भी सरल है।
प्रश्न:3.जॅकोबी और गाॅस-सीडल विधि में समीकरण निकाय को कैसे हल करते हैं? (How Do the Equations in Jacobi and Gauss-Seidel Methods Solve the System?):
उत्तर:गाॅस-सीडल विधि,जॅकोबी विधि का उन्नत रूप है।इसमें विशेषता यह है कि दिए हुए समीकरण निकाय को अधिकतम गुणांक वाले चर के रूप में रखने के पश्चात दाहिने पक्ष के पहले समीकरण में x_2,x_3 , \cdots , x_n का मान शून्य मानकर जो x_{1}^{(1)} प्राप्त होता है उसको दूसरे समीकरण में रखकर तथा दाहिने पक्ष के अन्य चरों x_3,x_4 , \cdots , x_n को शून्य मानकर x_{2}^{(1)} प्राप्त किया जाता है।इस प्रकार प्रथम चरण में आगे बढ़ते हुए x_{n}^{(1)} ज्ञात किया जाता है।द्वितीय चरण तथा उत्तरोत्तर चरण ठीक उसी प्रकार से है जो जॅकोबी विधि में अपनाये गये थे।
उपर्युक्त प्रश्नों के उत्तर द्वारा गाॅस-सीडल विधि से समीकरणों को हल करें (Solve Equations by Gauss-Seidel Method),क्राउट विधि द्वारा समीकरण निकाय का हल (Solve System of Equations by Crout Method) के बारे में और अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।
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Solve Equations by Gauss-Seidel Method
गाॅस-सीडल विधि से समीकरणों को हल करें
(Solve Equations by Gauss-Seidel Method)
Solve Equations by Gauss-Seidel Method
गाॅस-सीडल विधि से समीकरणों को हल करें (Solve Equations by Gauss-Seidel Method)
के इस आर्टिकल में समीकरण निकाय के समीकरणों वाले सवालों को क्राउट विधि,जॅकोबी
पुनरावृत्ति और गाॅस-सीडल पुनरावृत्ति विधि से हल करना सीखेंगे।
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Satyam
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