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相关的特征值问题

  1. 如果 AB 是厄米矩阵,B 不是正定矩阵,但存在某些实数 \alpha\beta\alpha A + \beta B 是正定矩阵,则可以求解广义厄米特征值问题 A - \lambda (\alpha A + \beta B)。设 \hat{B}= \alpha A + \beta B,则 A - \lambda BA - \lambda \hat{B} 的特征向量相同。A - \lambda B 的特征值 \lambda_iA - \lambda \hat{B} 的特征值 \hat{\lambda}_i 之间的关系为 \lambda_i = \beta \hat{\lambda}_i / (1 - \alpha \hat{\lambda}_i)

  2. 如果 AB 不是厄米矩阵,但 \hat{A}= \alpha SAT\hat{B}= \beta SBT 是厄米矩阵,且 \hat{B} 是正定矩阵,对于容易确定的 \alpha\beta 以及非奇异矩阵 ST,则可以计算 \hat{A}- \lambda \hat{B} 的特征值 \hat{\lambda} 和特征向量 \hat{x}。通过 \lambda = \hat{\lambda}\beta / \alphax = T \hat{x} 可以将这些特征值和特征向量转换为 A 的特征值和特征向量。例如,如果 B 是厄米正定矩阵,而 A 是斜厄米矩阵(即 A^* = -A),则 \sqrt{-1}A 是厄米矩阵,因此可以选择 \alpha = \sqrt{-1}\beta=1,以及 S=T=I。更多讨论见第2.5节。

  3. 如果有一个广义厄米特征值问题 Ax = \lambda Bx,其中 AB 是厄米矩阵,且 B 是正定矩阵,则可以将其转换为标准特征值问题。首先,分解 B = LL^*,其中 L 是任意非奇异矩阵(通常使用Cholesky分解)。然后求解 \hat{A}= L^{-1}A L^{-\ast} 的标准特征值问题。\hat{A}A - \lambda B 的特征值相同,如果 \hat{x}\hat{A} 的特征向量,则 x = L^{-\ast}\hat{x} 满足 Ax = \lambda Bx。实际上这就是一个标准的 A - \lambda B 算法。

  4. 如果 AB 是正定矩阵,且 A = R^*RB = U^*U 对于某些矩形矩阵 RU,则 A - \lambda B 的特征值问题等价于 RU 的商奇异值分解(QSVD),讨论见第2.4节。算法的状态是,尝试求解 A - \lambda B 的特征值问题可能比计算 RU 的QSVD更好。



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Susan Blackford 2000-11-20