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条件数

一个普通矩阵A的特征值可能是良态的,也可能是病态的。 例如,如果A实际上是厄米矩阵(或接近厄米矩阵),如第2.2.5节所述,其特征值是良态的。 另一方面,如果A“远离厄米矩阵”,那么特征值可能是非常病态的。 例如,(2.3)式中的矩阵A(\epsilon),改变一个矩阵元素\epsilon^2可以导致特征值变化\epsilon,这在\vert\epsilon\vert \ll 1时远大于\epsilon^2。 例如,\epsilon = 10^{-8}比扰动\epsilon^2 = 10^{-16}10^8倍,而这一扰动可能是由舍入误差引入的。换句话说,特征值可能比矩阵的扰动大得多。正如这个例子所示,这种病态往往发生在两个或多个特征值非常接近的情况下。

特征向量同样可能是良态的或病态的。 从第2.2.5节我们知道,即使对于厄米矩阵,接近的特征值也可能有病态的特征向量。在非厄米情况下,它们可能更敏感,继续以(2.3)式中的矩阵A(\epsilon)为例:对一个特征值间隔为2 \epsilon的矩阵进行\epsilon^2的扰动,可以使得特征向量旋转\epsilon \gg \epsilon^2,甚至完全消失一个。

我们在第7.13节阐述更多细节。



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Susan Blackford 2000-11-20