Метод последовательных приближений
Ме́тод после́довательных приближе́ний (метод повторных подстановок, метод простой итерации), один из общих методов приближённого решения уравнений. В ряде случаев хорошая сходимость построенных этим методом приближений позволяет применять его в практике вычислений.
Пусть – некоторое множество, на котором задан оператор , отображающий в себя. Требуется найти неподвижную точку этого оператора, т. е. решение уравнения
Пусть это уравнение имеет решение и указано какое-либо его начальное приближение . С помощью рекуррентного соотношения
определяется последовательность . Построение этой последовательности и исследование вопроса о её сходимости обычно называют методом последовательных приближений.
Для исследования сходимости последовательности (2), а также для доказательства существования решения уравнения (1) широко применяется сформулированный ниже принцип сжимающих отображений.
Если – полное метрическое пространство с метрикой и для всех ,
то уравнение (1) имеет единственное решение, которое является пределом последовательных приближений (2) при любом начальном приближении . Для приближения верна следующая оценка его близости к решению :
Пусть, например, – -мерное пространство и оператор в (1) имеет вид , где – квадратная матрица -го порядка, – заданный, а – искомый векторы в . Если в этом пространстве метрика определена формулой и элементы матрицы удовлетворяют условию для всех , то из принципа сжимающих отображений следует, что система алгебраических уравнений (1) имеет в единственное решение, которое можно вычислить со сколь угодно высокой точностью, исходя из произвольного вектора .