QR分解

QR分解[]

产生数值矩阵的QR分解。结果是一个列表{q个,第页},其中q个是酉矩阵,并且第页是鞋面三角形矩阵。

详细信息和选项

  • 原始矩阵等于共轭转座[q个].第页. »
  • 对于非平方矩阵,q个是行正交。 »
  • 矩阵第页前导对角线以下的所有条目都为零。 »
  • 使用设置目标结构->“结构化”,QR分解[]返回矩阵{q个,第页}作为结构化矩阵。
  • QR分解[,旋转->真的]生成一个列表{q个,第页,第页}哪里第页是一个置换矩阵,如下所示.第页等于共轭转座[q个].第页. »

示例

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基本示例  (3)

a 2的分解×将矩阵转换为酉(正交)矩阵和上三角矩阵:

确认m=模板框[{q},共轭转置]。第页:

计算3的QR分解×2矩阵,精确值为:

模板框[{q},转置]。第页是原始矩阵:

计算2的QR分解×3具有近似数值的矩阵:

模板框[{q},转置]。第页是原始矩阵:

范围  (11)

基本用途  (7)

求机器决策矩阵的QR分解:

格式化结果:

复矩阵的QR分解:

使用QR分解对于精确矩阵:

任意决策矩阵的QR分解:

使用QR分解使用符号矩阵:

有效计算大型数值矩阵的QR分解:

非方矩阵的QR分解:

特殊矩阵  (4)

找到稀疏矩阵的QR分解:

结构化矩阵的QR分解:

与一起使用数量数组具有一致单位的结构化矩阵:

这个矩阵是无量纲的;这个matrix获得单位:

QR分解标识矩阵由两个单位矩阵组成:

QR分解希尔伯特矩阵:

选项  (4)

旋转  (1)

使用带旋转的机器算法计算QR分解:

沿对角线的元素第页按数量级递减:

矩阵第页是置换矩阵:

QR分解满足最大功率==共轭转座[q个].r(右):

目标结构  (3)

一个实矩形矩阵:

使用目标结构->“密集”,的结果QR分解是两个密集矩阵的列表:

使用目标结构->“结构化”,的结果QR分解是包含正交矩阵和一个上三角矩阵:

实矩形矩阵:

使用设置旋转->真的目标结构->“结构化”,的结果QR分解是包含正交矩阵,一个上三角矩阵和a排列矩阵:

复杂矩形矩阵:

使用目标结构->“密集”,的结果QR分解是两个密集矩阵的列表:

使用目标结构->“结构化”,的结果QR分解是包含单位矩阵和一个上三角矩阵:

应用  (8)

QR分解的几何结构  (4)

为以下矩阵的列空间找到一个正交基,然后使用该基础找到的QR因子分解:

计算:

定义作为第列,共列作为相应Gram的元素施密特基础:

是其行为:

是其元素是其组件的矩阵沿着基向量:

确认:

这与下面给出的结果相同QR分解:

使用比较发现的QR分解正交化QR分解对于以下矩阵:

是申请的结果正交化到的列:

平等的:

确认:

这与下面给出的结果相同QR分解:

使用比较发现的QR分解正交化QR分解对于以下矩阵:

是申请的结果正交化复合共轭柱:

平等的:

确认:

截至签署日期,这与下面给出的结果相同QR-分解:

对于某些应用程序,它用于计算所谓的完全QR分解,其中是方形的(因此是一元的),并且与输入矩阵具有相同的维数。计算以下矩阵的完整QR分解:

只有两个线性独立的列,因此每个只有两行:

使用NullSpace(空)查找行跨度以外的向量,然后将整个集合正交化:

该矩阵是一元的:

只需将带零的矩阵,使其形状与:

验证这也是有效的QR分解:

最小二乘法和曲线拟合  (4)

使用QR分解查找使其最小化模板框[{{m,.,x},-,b}},规范]对于以下矩阵和向量:

计算的分解:

m=模板框[{q},转置]。第页,TemplateBox[{m},转置].m=模板框[{r},转置]。第页和法方程TemplateBox[{m},转置].m.x=模板框[{mneneneep,转置]。b条可以重铸为TemplateBox[{r},转置].r.x=模板框[{rneneneep,转置].q.b:

作为是可逆的(因为线性无关),解为x=模板框[{r},反向].q.b:

使用确认结果LeastSquares公司:

使用QR分解求解对于以下矩阵和矢量:

计算的QR分解模板框[{m},转置],它给出了一个可逆的,作为具有线性独立的行:

x=模板框[{q},转置]。模板框[{{(,TemplateBox[{r},Transpose,SyntaxForm->SuperscriptBox],)}},Inverse]。b条就像解决最小二乘问题一样:

作为的列跨度模板框[{},实际值]^3,必须是方程的解:

QR-分解可用于找到数据的最佳拟合曲线。考虑以下数据:

提取数据坐标:

有柱子,以便最小化模板框[{{m、.、{{、{a、、b}、}}}、-、y}},规范]将与线路相匹配:

作为的列线性无关,系数为线性最小正方形拟合模板框[{r},反向].q.y:

使用验证系数配合:

绘制最佳拟合曲线以及数据:

找到与以下数据最拟合的抛物线:

提取数据坐标:

有柱子,,以便最小化模板框[{{m、.、{{、{a、、b、、c}、}}}、-、y}},规范]将适合:

作为的列是线性无关的正方形拟合为模板框[{r},反向].q.y:

使用验证系数配合:

绘制最佳拟合曲线以及数据:

属性和关系  (10)

是3×4矩阵:

计算QR分解:

的行q个是正交的:

第页上部为三角形:

等于共轭转座[q个].第页:

如果是一个矩阵矩阵将具有列和矩阵柱:

QR分解计算“瘦”分解,其中矩阵等级[]排:

如果是实值的和可逆的其QR分解矩阵是正交的:

如果是可逆的其QR分解矩阵是酉的:

如果是一个矩阵和矩阵等级[]==n个,的其QR分解的矩阵是酉的:

如果是一个矩阵和矩阵等级[]==,的其QR分解矩阵是可逆的:

此外,伪逆[]==反向[第页].q个:

正交化可用于计算QR分解:

对于近似矩阵,它通常不同于QR分解:

LeastSquares公司QR分解两者都可以用来解决最小二乘问题:

Cholesky分解模板盒[{m},共轭运输]。米与…一致的QR分解到阶段:

计算胆汁分解[共轭转座[].]:

找到的QR分解:

与相同除每行的相位选择外:

Wolfram Research(1991),QR分解,Wolfram语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/QRDecomposition.html(2024年更新)。

文本

Wolfram Research(1991),QR分解,Wolfram语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/QRDecomposition.html(2024年更新)。

CMS公司

沃尔夫拉姆语言。1991年,《QRDecomposition》,Wolfram语言与系统文档中心。Wolfram研究。上次修改时间:2024年。https://reference.wolfram.com/language/ref/QRDecomposition.html。

亚太地区

沃尔夫拉姆语言。(1991). QR分解。Wolfram语言与系统文档中心。检索自https://reference.wolfram.com/language/ref/QRDecomposition.html

BibTeX公司

@misc{reference.wolfram_2024_qrdecomposition,author=“wolfram Research”,title=“{qrdecomposition}”,year=“2024”,howpublished=“\url{https://reference.jolfram.com/language/ref/QRDecompression.html}”]}

BibLaTeX公司

@online{reference.wolfram_2024_qrdecomposition,organization={wolfram Research},title={qrdecomposition},year={2024},url={https://reference.jolfram.com/language/ref/QRDecompassition.html},note=[访问时间:2024年9月21日]}