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第5章节矩阵特征值与特征向量计算
第5章 矩阵特征值与特征向量的计算;试讨论A的特征值的分布.; 适当选取非奇异对角矩阵D=diag(d1,d2,…,dn),则矩阵D-1AD与矩阵A有相同的特征值,且对角元素相同.;§1 乘幂法和反幂法; 乘幂法的基本思想是取初始向量v(0)?Rn,作迭代
v(k+1) =Av(k) =Ak+1v(0) , k=0,1,2,…
产生迭代序列?v(k)?.; 1. 设|?1???2??????n? , 这时,(5.1)式可写成; 求矩阵A的按模最大的特征值; 对非零向量v,用max(v)表示v的按绝对值最大的分量,称向量u=v/max(v)为向量v的规范化向量.;所以;其收敛速度由比值|?2/?1|来确定,其值越小收敛越快.; 如用规范化乘幂法解例2,仍取u(0)=v(0)=(1,0)T,则有;k; 2. 设?1=?2=?=?r,且 |?1???r+1??????n? ,这时,(5.1)式可写成; v(2i)??12i(a1x1+a2x2) , v(2i+1)??12i+1(a1x1-a2x2); x1??k+1u(k+1)+?1u(k) , x2??k+1u(k+1)-?1u(k);K;§1.2 加速技术;可见,序列??k?线性收敛于?1 .;? k;则对B应用乘幂法可达到加速收敛的目的。;计算可得;这是因为|?2/?1|=1/2,而|m2/m1|=1/7,故对B应用乘幂法远比对A应用乘幂法收敛的快.;也可将上式改写成; 反幂法还可结合原点位移法应用.设已求得矩阵A的特征值??i的某个近似值;取初始向量u(0)=(1,0.714405,-0.249579)T,对B用反幂法计算可得:;R的第i个列向量恰为?i的特征向量;; Rpq(?)具有下列性质: ; 设实对称矩阵A=(aij)n?n ,记B=RpqT(?)ARpq(?)=(bij)n?n则它们元素之间有如下关系:;所以有;只需角?满足; 由式(5.7),令t=tan?,则t满足方程; ?是给定的精度要求,则A的特征值可取为?i?aii(k),i=1,2,…,n.;的全部特征值.;所以;;从而A的特征值可取为
?1?2.125825, ?2?8.388761, ?3?4.485401;练习题;课间休息
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