矩阵伪谱问题的若干研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jimiewongy2009
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矩阵伪谱在很多领域都有重要的理论意义和应用价值,是理解各种矩阵过程和行为的一个非常有用的工具。它拓展了对矩阵计算现象的理解,特别是对于非正规矩阵。从科学计算的观点看,非正规矩阵或算子的伪谱要比它的谱更可靠。但是,由于矩阵伪谱的计算量很大,因此需要探求能够在一定合理时间内计算矩阵伪谱的高效计算方法。  本文在概述伪谱理论与计算的基础上,研究了如下矩阵伪谱问题。首先,研究了友矩阵伪谱问题。针对友矩阵的稀疏结构特点,给出了基于Givens QR分解的一个推广的伪谱定义,它不同于已有的基于矩阵QR分解的伪谱定义,但同样表达了伪谱的含义。而且,基于这个定义的友矩阵伪谱计算更为经济。进而,讨论伪谱区域确定问题,给出了利用友矩阵稀疏结构的伪谱区域确定的Gerschgorin圆盘方法,它比经典伪谱区域确定的FOV方法计算量大大减少,而且计算的伪谱区域更小,从而使得友矩阵伪谱计算更为经济。其次,研究了矩阵多项式伪谱问题的投影算法,提出矩阵多项式伪谱的线性化投影计算方法,并与计算大型矩阵多项式伪谱的直接投影算法进行比较,探讨其优劣性。最后,对提出的各种算法,用 MATLAB语言编制程序实现算法,绘制伪谱图像,进行了数值模拟与比较,以验证其有效性。
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