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最近Jordan结构
现在假设Procrustes问题中的B块随Y变化。此外,假设B(Y)是与Y^*AY最接近的阶梯形式;即,
B(Y) = \left[ \begin{array}{ccc}\lambda_1 I & * & * \cr0 & \lambda_2 I & * \cr0 & 0 & \dots\end{array}\right]
对于固定的块大小,
其中*元素是Y^*AY的相应矩阵元素,而\lambda_i I块要么固定,要么由某种启发式方法确定,例如,取它们在Y^*AY中替代块的平均迹。然后,最小化\vert\vert AY-YB(Y)\vert\vert _F找到作为特定Jordan结构的最近矩阵,其中结构由块大小决定,特征值为\lambda_i。
当\lambda_i固定时,我们称之为轨道问题,而当\lambda_i由给定的启发式方法选择时,我们称之为束问题。
这类问题在正则化具有病态特征值的矩阵的Jordan结构的计算中可能很有用。
令人惊讶的是,F(Y)的微分形式与Procrustes问题的F(Y)相同
dF(Y) = A^*(AY-YB(Y))-(AY-YB(Y))B(Y)^*.
这是因为
\mathrm{tr}( -(AY-YB(Y))^*Y \dot{B} ) = \mathrm{tr}( (B(Y)-Y^*AY)^* \dot{B}) = 0
对于如上选择的B,无论是轨道还是束情况,其中
\dot{B} = \frac{d}{dt} B(Y(t)) \vert _{t=0}。
相比之下,二阶导数的形式更为复杂,因为B现在依赖于Y:
\frac{d}{dt} dF(Y(t))\vert _{t=0} =\frac{d}{dt} dF_{Proc}(Y(......rt _{t=0}-A^*Y\dot{B}-AY \dot{B}^*+YB \dot{B}^*+Y \dot{B} B^*,
其中
\dot{Y}(0) = H,
dF_{\rm Proc}只是Procrustes(B常数)二阶导数部分的简写,而
\dot{B} = \frac{d}{dt} B(Y(t)) \vert _{t=0},这是Y^*AH+H^*AY的阶梯部分(根据束或轨道,对角线上是迹平均值或零)。
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Susan Blackford
2000-11-20