特征值
- 为A的特征值,x为A对应于的特征向量
- A的特征值是方程
- 的根,此方程为A的特征方程
- n次多项式,n阶方阵有n个多项式
- 但是行列式转换成多项式方程繁琐
- 存在定理
- 推论
格尔什戈林圆盘
- 格尔什戈林圆盘(Gerschgorin)定理
- 即对角线上的值为圆心
- 每一行上除了对角线上的值以外的元素求和为半径
- 例题
乘幂法
- 设矩阵A具有n个线性无关的特征向量,且对应的特征值可以依序排列如下:
- 求按模最大的特征值和对应的特征向量
- 设A对应于的特征向量为,由于它们线性无关,故可以构成n维线性空间的一组基底。因此,任一向量可以被这n个向量线性表出
- 要求解的是按模最大的特征值和它对应的特征向量
- 如果是的良好近似,则相应于的系数的绝对值应该远远大于其他系数
- 用作用于,则可经迭代得到一个向量序列
- 中所含的按模最大的特征值的那一项,将随m的增大而在右式中占优势,即为乘幂法依据的原理
- 由于是严格占优的,所以当时
- 即得到定理
- 因此当m充分大时,将有
- 即迭代向量为的特征向量的近似向量(除一个因子外)
- 对任意一个不与正交的向量
- 当选择y是第i个分量为1,其余分量均为零的向量时,即,则式变为
- 由此求得A的按模最大的特征值的近似值
- 当m充分大时,用乘幂法进行计算,将变得很大(或变得很小),很容易发生机器上溢出(或机器下溢出)
- 为此,可以将迭代产生的向量序列加以规范化来避免溢出
- 具体做法是,对选取的初始向量,令
- 其中,符号max(v)表示向量v的绝对值最大的分量
- 因此则有
- 当时
- 因此规范化的向量序列收敛到经过规范化以后的向量
- 即规范化以后的向量序列,其绝对值最大的分量以为极限