廖泽瑜;肯·哈亚米;庆一森木;尹俊峰 奇异和严重病态线性方程组的稳定GMRES方法。 (英语) Zbl 1492.65095号 日本J.Ind.Appl。数学。 39,第2期,717-751(2022). 摘要:考虑使用右预条件GMRES(AB-GMRES)来获得不一致欠定线性方程组的最小范数解。K.Morikuni公司[最小二乘问题的内迭代预处理(博士论文)。高等研究生院多学科科学学院信息学系(2013)]表明,对于一些不一致和条件不良的问题,迭代可能会出现分歧。这主要是因为GMRES方法中的Hessenberg矩阵变得非常病态,从而导致生成的三角形系统的后向替换在数值上变得不稳定。我们提出了一种稳定的GMRES,它基于使用标准Cholesky分解求解与上述三角系统相对应的法线方程。这会使海森堡矩阵的微小奇异值向上移动,从而导致不准确的解。我们分析了为什么这种方法有效。数值实验表明,该方法不仅适用于欠定系统,而且适用于严重病态线性方程组的距离对称系统。 引用于1文件 MSC公司: 65平方英尺 数值线性代数中的不适定性和正则化问题 65层20 超定系统伪逆的数值解 65层25 数值线性代数中的正交化 关键词:最小二乘问题;Krylov子空间方法;GMRES公司;不一致的系统;最小范数解;正规化 软件:稀疏矩阵;mctoolbox软件;LSQR(LSQR);CRAIG公司;rrgmrestbx公司;胆碱酯酶QR2;测试矩阵;advanpix公司;ErresTools(错误工具);LSMR公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{Z.Liao}等人,日本J.Ind.Appl。数学。39,编号2,717--751(2022;Zbl 1492.65095) 全文: 内政部 arXiv公司 参考文献: [1] ADVANPIX LLC.:用于MATLAB的多精度计算工具箱。https://www.advanpix.com/。版本4.4.5.12711 [2] 澳大利亚比约克。,最小二乘问题的数值方法(1996),PA:SIAM。宾夕法尼亚州费城·Zbl 0847.65023号 ·doi:10.1137/1.9781611971484 [3] Brezinski,C。;罗德里格斯,G。;Seatzu,S.,最小二乘问题正则化的误差估计,Numer。算法,51,1,61-76(2009)·Zbl 1166.65331号 ·doi:10.1007/s11075-008-9243-2 [4] 布朗,P。;Walker,H.,《(几乎)奇异系统的GMRES》,SIAM J.矩阵分析。申请。,18, 1, 37-51 (1997) ·Zbl 0876.65019号 ·doi:10.1137/S089547979894262339 [5] Calvetti,D。;刘易斯,B。;Reichel,L.,不一致系统的GMRES型方法,线性代数应用。,316, 1-3, 157-169 (2000) ·Zbl 0963.65042号 ·doi:10.1016/S0024-3795(00)00064-1 [6] Davis,T。;Hu,Y.,佛罗里达大学稀疏矩阵收集,ACM Trans。数学。软件,38,1,1-25(2011)·兹比尔1365.65123 [7] 方,DCL;Saunders,M.,LSMR:稀疏最小二乘问题的迭代算法,SIAM J.Sci。计算。,33, 5, 2950-2971 (2011) ·Zbl 1232.65052号 ·数字对象标识码:10.1137/10079687X [8] Foster,L.:圣何塞州立大学奇异矩阵数据库。网址:http://www.math.sxsu.edu/singular/metrices/ [9] Hansen,P.,《离散逆问题:洞察力和算法》(2010),PA:SIAM。宾夕法尼亚州费城·Zbl 1197.65054号 ·doi:10.1137/1.9780898718836 [10] Hayami,K。;Sugihara,M.,奇异系统上Krylov子空间方法的几何视图,Numer。线性代数应用。,18, 3, 449-469 (2011) ·Zbl 1245.65037号 ·doi:10.1002/nla.737 [11] Hayami,K。;尹,J。;Ito,T.,《最小二乘问题的GMRES方法》,SIAM J.矩阵分析。申请。,31, 5, 2400-2430 (2010) ·Zbl 1215.65071号 ·doi:10.1137/070696313 [12] 赫斯特内斯,M。;Stiefel,E.,《求解线性系统的共轭梯度方法》,J.Research Nat.Bur。标准,49,6,409-436(1952)·Zbl 0048.09901号 ·doi:10.6028/jres.049.044 [13] 新泽西州海姆:MATLAB测试矩阵工具箱(3.0版)。曼彻斯特大学(1995) [14] 新泽西州海姆,《数值算法的准确性和稳定性》(2002),宾夕法尼亚州:SIAM。宾夕法尼亚州费城·Zbl 1011.65010号 ·数字对象标识代码:10.1137/1.9780898718027 [15] 喇叭,RA;Johnson,CR,矩阵分析(2012),纽约:剑桥大学出版社,纽约·doi:10.1017/CBO9781139020411 [16] Iri,M.:线性代数通论。浅仓(日语)(2009年) [17] 梅扎,JC;Symes,WW,几乎奇异线性系统的变形Krylov子空间方法,J.Optim。理论应用。,72, 3, 441-457 (1992) ·Zbl 0804.65031号 ·doi:10.1007/BF00939836 [18] Morikuni,K.:最小二乘问题的内迭代预处理。高等研究生院多学科科学学院信息学系博士论文(2013年)·Zbl 1269.65039号 [19] Morikuni,K。;Hayami,K.,秩亏最小二乘问题的内迭代GMRES方法的收敛性,SIAM J.矩阵分析。申请。,36, 1, 225-250 (2015) ·兹比尔1315.65041 ·doi:10.1137/130946009 [20] Morikuni,K。;Rozloíník,M.,《关于奇异EP和GP系统的GMRES》,SIAM J.矩阵分析。申请。,39, 2, 1033-1048 (2018) ·Zbl 1391.65070号 ·doi:10.1137/17M1128216 [21] Neuman,A。;赖切尔,L。;Sadok,H.,线性离散不适定问题的范围受限迭代方法算法,数值。算法,59,2325-331(2012)·Zbl 1236.65040号 ·doi:10.1007/s11075-011-9491-4 [22] Neuman,A。;赖切尔,L。;Sadok,H.,线性离散不适定问题的范围受限迭代方法的实现,线性代数应用。,436, 10, 3974-3990 (2012) ·Zbl 1241.65045号 ·doi:10.1016/j.laa.2010.08.033 [23] 佩奇,C。;罗兹洛日尼克,M。;Strakoš,Z.,修改的Gram-Schmidt(mgs),最小二乘法,mgs-GMRES的向后稳定性,SIAM J.矩阵分析。申请。,28, 1, 264-284 (2006) ·Zbl 1113.65028号 ·doi:10.1137/050630416 [24] 佩奇,CC;Saunders,MA,稀疏不定线性方程组的求解,SIAM J.Numer。分析。,12, 4, 617-629 (1975) ·Zbl 0319.65025号 ·doi:10.1137/0712047 [25] 佩奇,CC;Saunders,MA,LSQR:稀疏线性方程组和稀疏最小二乘算法,ACM Trans。数学。软件,8,1,43-71(1982)·Zbl 0478.65016号 ·数字对象标识代码:10.1145/355984.355989 [26] 赖切尔,L。;Ye,Q.,奇异系统的无故障GMRES,SIAM J.Matrix Ana。申请。,26, 4, 1001-1021 (2005) ·Zbl 1086.65030号 ·doi:10.1137/S0895479803437803 [27] Saad,Y.,《稀疏线性系统的迭代方法》(2003),PA:SIAM。宾夕法尼亚州费城·Zbl 1002.65042号 ·数字对象标识代码:10.1137/1.9780898718003 [28] 萨阿德,Y。;Schultz,MH,GMRES:求解非对称线性系统的广义最小残差算法,SIAM J.Sci。统计计算。,7, 3, 856-869 (1986) ·Zbl 0599.65018号 ·doi:10.1137/0907058 [29] Sugihara,K.,Hayami,K.,Liao,Z.:范围对称奇异系统的伪逆GMRES。(修订中)·Zbl 1524.65150号 [30] 特本斯,JD;Tůma,M.,关于2-范数中的增量条件估计,SIAM J.Ana。申请。,35, 1, 174-197 (2014) ·Zbl 1299.65089号 ·数字对象标识代码:10.1137/130922872 [31] Yamamoto,Y。;Y.Nakatsukasa。;柳泽,Y。;Fukaya,T.,CholeskyQR2算法的舍入误差分析,Electron。事务处理。数字。分析。,44, 1, 306-326 (2015) ·Zbl 1330.65049号 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。