迭代法
一类利用递推公式或循环算法构造序列求问题近似解的方法。例如利用关系式
,从x0开始依次计算x1,x2,…来逼近方程x=ƒ(x)的根x
的方法和由关系式
近似求解线性代数方程Ax=b的方法都是迭代法。一般,利用递推关系式
,
的方法称为迭代法,Ψk称为迭代算子或迭代函数,{xk}为迭代序列。若xk存在极限
,则称迭代序列收敛。若存在1≤p<
以及正的常数Cp使 
具有p阶收敛速度或者说是p阶收敛的。如果对所有由迭代函数Ψk产生的收敛于x
的迭代序列{xk},上式均成立,则称此迭代法对于x
是p阶收敛的。 对确定的正整数m,迭代算法

收敛于x
时,则x
为方程组x=Ψ(x)的解。 迭代法研究的主要课题是对所论问题构造收敛的迭代算法,分析它们的收敛速度及收敛范围。迭代法的收敛性定理可分成下列三类:①局部收敛性定理:假定问题解存在,断定当初始近似与解充分接近时迭代法收敛;②半局部收敛性定理:在不假定解存在的情况下,根据迭代法在初始近似处满足的条件,断定迭代法收敛于问题的解;③大范围收敛性定理:在不假定初始近似与解充分接近的条件下,断定迭代法收敛于问题的解。
对于单步定常迭代法有以下基本收敛性定理:
定理1 设在解x
的邻域内,Ψ(x)连续可微,Ψ(x
)的谱半径小于1,则当初始近似x0与x
充分接近时,单步定常迭代法对于x
收敛。 定理2 设于区域S={x|‖x-x0‖≤r}内Ψ(x)满足条件:‖Ψ(x)-Ψ(у)‖≤q‖x-у‖,凬x,у∈S,且‖x0-Ψ(x0)‖≤(1-q)r,其中0<q<1,则x=Ψ(x)在S中存在惟一解x
,单步定常迭代法对于x
收敛,并有估计式
迭代法在线性和非线性方程组求解、最优化计算以及特征值计算等问题中广泛应用。
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