矩阵拟谱计算的若干研究

矩阵拟谱计算的若干研究

论文摘要

矩阵A的ε-拟谱是指在2范数度量下,所有扰动量小于ε的复矩阵特征值组成的复平面上的一个子集。矩阵拟谱能够给出在扰动影响下谱的一个全局概观,当矩阵A具有高度的非正规性时,那么它的一个很小的扰动能够导致矩阵谱的一个很大的扰动。相对矩阵谱,拟谱能够给出更多的信息,但是计算拟谱是困难而且高代价的。本文对近来拟谱的研究发展作了一个全面的描述,进而在拟谱的计算上,既给出了采用格子SVD方法计算矩阵拟谱的最佳矩形界定区域算法,也给出了可控精度的自适应的拟谱边界曲线跟踪算法,这两个算法都是新的方法。本文首次在曲线跟踪方法中借用三次Hermite插值的方法,从而细化了拟谱区域的边界曲线。文章给出了充足的数值实验,结合图片,图表给出了详尽的说明。数值实验表明,文中的的算法及策略是非常有效的。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 背景知识
  • 1.2 本文的目的
  • 1.3 本文的主要贡献
  • 第二章 拟谱的研究理论与计算方法
  • 2.1 拟谱简介
  • 2.1.1 拟谱的定义
  • 2.1.2 拟谱的性质
  • 2.1.3 拟谱及其行为
  • 2.2 拟谱计算的发展
  • 2.3 拟谱基本理论及应用
  • 2.4 最小奇异值的计算
  • 第三章 拟谱范围的矩形界定
  • 3.1 FOV方法
  • 3.2 最小覆盖矩形的计算
  • 3.3 最小覆盖矩形的算法
  • 3.4 算法的收敛性与稳定性分析
  • 第四章 自适应步长的拟谱边界曲线跟踪
  • 4.1 曲线跟踪方法
  • 4.2 自适应的拟谱边界曲线跟踪
  • 4.3 三次Hermite插值
  • 第五章 数值实验
  • 5.1 最小矩形区域界定
  • 5.2 自适应的曲线跟踪实验
  • 5.3 三次Hermite插值实验
  • 5.4 大规模矩阵的实验及奇异现象
  • 第六章 结论,问题与展望
  • 参考文献
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