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Lanczos方法
  A. 鲁赫(A. Ruhe)

对于广义厄米特征值问题(GHEP,见5.1节),Lanczos算法有多种变体。理论上,这些变体对应于将(见5.1节)重新表述为标准问题Cy=\theta y,其中矩阵C可选择为C=B^{-1}A(对应于直接迭代)或C=BA^{-1}(对应于逆迭代)。我们实际上将研究稍微更一般的公式C=B(A-\sigma B)^{-1},即移位-逆迭代。在大多数实际情况下,这种变体是首选的,因为它能快速收敛到接近目标值\sigma的特征值,前提是我们能够求解移位矩阵的线性系统。

在广义情况(见5.1节)中,使用移位-逆迭代的理由比标准情况(见4.1节)更强,因为直接迭代也需要在每一步中求解线性系统,现在矩阵为B。即使B通常比A更良态,例如在振动问题中B代表质量矩阵时,也只有当B具有更简单的结构(如对角矩阵)时,直接迭代在每一步中所需的工作量才会明显少于移位-逆迭代。

在所有变体中,Krylov子空间的基

{\mathcal K}^j(C,x)=\mathrm{span}\{x,Cx,C^2x,\dots,C^{j-1}x\},
是逐列构建的,交替求解系统和进行矩阵-向量乘法。



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Susan Blackford 2000-11-20