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逆矩阵特征值问题。 (英语) Zbl 0954.65032号

引言:我们所说的逆特征值问题,是指一类通常可以描述如下的问题:给定一类\({\mathcal C}\)阶矩阵和一个\(n \)-数元组\(\lambda=\{\lambda_1,\dots,\lambda_n\}\),找到一个矩阵\(a\ in{\mathcal C}\),其谱\(\sigma(a)\)与\(\lambda\)一致。可以给出具有前导系数1的次多项式(f(lambda)),而不是元组(lambda\)(这种多项式称为一元多项式);然后,问题在于用特征多项式(f(lambda))寻找矩阵(a\ in{mathcal C}\)。
类\({\mathcal C}\)可以是众所周知的特殊矩阵类之一,例如对称矩阵、Toeplitz矩阵或非负矩阵类。定义类({mathcal C})的另一种可能性包括:我们修复了下标对的特定子集\[(i_1,j_1),(i_2,j_2),\点,(i_k,j_k),\四元1\leq i_l,\;对于所有l,\]和一个数字元组\({\alpha_{ij}\),其中\(i,j)\位于{\mathcal K}\)。类\({\mathcal C}\)现在由条件定义\[在{\mathcal C}\Leftrightarrow B_{ij}=\alpha_{ij}\forall(i,j)\in{\mathcal K}中。\]矩阵的元素(位于{mathcal C}中的B)\[{mathcal U}={(i,j)\mid 1\leqi,j\leqn,(i,j)\ not \ in{mathcal-K}\},\]其中补码\({\mathcal K}\)称为自由。这种类型的类({mathcal C})的逆特征值问题是通过选择自由元素将所需的谱或特征多项式“强加”到({mathcal C})中的矩阵上。
第二类特征值反问题称为补问题。这些类型的问题因集合({mathcal K})的基数而不同,在基数相同的情况下,则因位置((i,j))的位置而不同。矩阵可以存在一个块划分,使得{mathcal K}中的位置(i,j)填充一个或多个块;在这种情况下,我们说的是块类型的补码问题。对于所有其他子集({mathcal K}),都有对应的一般类型的补码问题。
对于每种类型的特征值反问题,我们必须找出该问题在所考虑的数字域上是否可解,以及在可解性的情况下,必须如何计算其解。
本次调查的组织方式如下。在第2节中,我们描述了一些典型的过程,这些过程在后面的部分中用于许多算法。第3节和第4节处理一般类型的补语问题;在第3节中,假设给定了特征值,而在第4节中,假定指定了矩阵的特征多项式。在第5节中,我们考虑一般类型的补码问题。第6节给出了结论。

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2018年1月65日 特征值反问题的数值解
15A29号 线性代数中的反问题
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全文: 内政部

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