下一节:对B分解取逆
上一级:转换为标准问题
上一节:转换为标准问题
若B为非奇异矩阵,
则问题 (8.1)等价于
(B^{-1}A) x = \lambda x \quad \mathrm{且} \quad\tilde{y}^{\ast} (B^{-1} A) = \lambda \tilde{y}^{\ast}, \tag{8.3}
其中
\tilde{y} = B^{\ast} y。
或者,问题 (8.1)也等价于
(AB^{-1})\tilde{x} = \lambda \tilde{x} \quad \mathrm{且} \quad y^{\ast} (AB^{-1}) = \lambda y^{\ast}, \tag{8.4}
其中
\tilde{x} = B x。
若主要关注右特征向量,则(8.3)更优,因为它避免了额外的反向变换。
对于迭代方法,如第 7章所述,
针对简化标准特征值问题 (8.3)
或(8.4),无需计算
B^{-1}A或AB^{-1}。这是处理大型稀疏A和B的关键观察点。
只需计算矩阵-向量乘积,例如
r = (B^{-1}A) q,
对于给定向量q。对于双侧Lanczos型方法,向量
s = (B^{-1}A)^{\ast}p
对于给定向量p也是必要的。
注意,向量
r = (B^{-1}A) q可以分两步计算:
(a) 形成u = A q,
(b) 解B r = u求r。
类似地,若必要,向量
s = (B^{-1}A)^{\ast}p可以这样计算:
(a)^{\prime} 解B^{\ast} v = p求v,
(b)^{\prime} 形成s = A^{\ast} v。
每一步都可以利用稀疏性。
一般而言,除了Jacobi-Davidson方法外,迭代方法在步骤(b)
(及(b)^{\prime})需要精确求解线性系统。若可能,优先使用直接线性系统求解器,例如利用B的LU分解。详见第 10.3节关于稠密或稀疏LU分解的讨论。
这种转换为标准形式引入的误差
可能与
\Vert A\Vert _2 \Vert B^{-1}\Vert _2成正比。
若B为病态矩阵,则此方法可能存在问题。
在这种情况下,可以考虑使用SI变换或下文讨论的Jacobi-Davidson方法。
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Susan Blackford
2000-11-20