【摘 要】
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矩阵特征值扰动问题,主要是研究特征值和特征向量因矩阵元素的变化而产生怎样的变动,即特征值的稳定性是否依赖于矩阵元素,而不是依赖算法。由于在数值计算中,实际得到的数据经常
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矩阵特征值扰动问题,主要是研究特征值和特征向量因矩阵元素的变化而产生怎样的变动,即特征值的稳定性是否依赖于矩阵元素,而不是依赖算法。由于在数值计算中,实际得到的数据经常带有误差,输入到计算机的时候也会产生误差,那么最终得到的结果就是不精确的。复矩阵的特征多项式系数在量子物理学占有重要地位,已经有了很多种算法可以计算出特征多项式的系数,为了研究这些算法的稳定性,需要知道系数ck的误差界和对矩阵扰动的敏感度,这在第二章中会介绍到。 加法扰动和乘法扰动是目前矩阵扰动问题的两种类型,本文主要讨论的以下三种类型的扰动问题都是在加法意义上的扰动: 首先是探讨从两个角度考虑矩阵特征多项式系数的扰动,先从行列式展开式入手,用范数和关于奇异值的初等函数来界定系数的绝对扰动界,并探讨了正规矩阵和 Hermite正定矩阵的情形。再从特征值的角度,用关于特征值的初等函数来界定系数的绝对扰动界和相对扰动界。 然后是研究 M-矩阵与非负矩阵 Hadamard积的最小特征值的下界,由此进一步探究M-矩阵与逆M-矩阵Hadamard积的最小特征值的下界,主要用矩阵的自身元素来估算扰动界,并给出数值例子与以往的结论进行比较,说明得出的结论要比以前的好。 最后是探讨两个非负矩阵的Hadamard积的谱半径的上界,在前人的基础上得到了新的估计值,理论上证明了结论要比之前的好,且给出了具体数值例子加以说明。
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