西尔维娅·诺切斯;利奥内尔·帕斯基尼;洛塔尔·雷切尔 三对角Toeplitz矩阵:性质和新应用。 (英语) Zbl 1289.65082号 数字。线性代数应用。 20,第2期,302-326(2013). 三对角Toeplitz矩阵是数值线性代数的实验品,本文为这一说法提供了丰富的证据。一方面,这些矩阵足够简单,可以接受其特征值和特征向量的闭式表达式。另一方面,它们足够丰富,可以微调特征值和相关灵敏度。给定一个三对角Toeplitz矩阵,本文给出了最接近Frobenius范数中T的正规三对角Toeblitz矩阵(T^{*})的显式表达式。给出了(T^{*})的特征值的显式表达式,特别是可以得出(T)和(T^})谱之间的差异的结论。还讨论了一些变化,如到具有多特征值的三对角Toeplitz矩阵的距离。结果表明,常用的特征值灵敏度度量,如伪谱、非结构化和结构化特征值条件数,也可以采用简单的显式表达式。本文的第二部分涉及所得结果在构造Tikhonov正则化的正则化矩阵和构造Krylov子空间基中的应用。审核人:丹尼尔·克雷斯纳(洛桑) 引用于1审查引用于51文件 理学硕士: 2015财年65 矩阵特征值和特征向量的数值计算 65层22 数值线性代数中的不适定性和正则化问题 15个B05 Toeplitz、Cauchy和相关矩阵 65层50 稀疏矩阵的计算方法 2018年1月65日 特征值反问题的数值解 65层35 矩阵范数、条件、缩放的数值计算 关键词:矩阵逼近问题;归一化距离;特征值反问题;Krylov子空间基;Tikhonov正则化;特征值;特征向量;三对角Toeplitz矩阵;特征值灵敏度;伪光谱;条件编号 软件:规范化工具 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{S.Noschese}等人,数字。线性代数应用。20,第2号,302-326(2013;Zbl 1289.65082) 全文: 内政部 参考文献: [1] Diele,三对角Toeplitz矩阵对五个对角矩阵的因子分解的使用,《应用数学快报》11第61页–(1998)·Zbl 0932.65032号 ·doi:10.1016/S0893-9659(98)00034-2 [2] Fischer,关于可分离椭圆问题的Fourier-Toeplitz方法,计算数学28 pp 349–(1974)·Zbl 0277.65065号 ·doi:10.1090/S0025-5718-1974-0415995-2 [3] Smith,偏微分方程的数值解法(1978) [4] Yueh,带四个扰动角的三对角Toeplitz矩阵的显式特征值和逆,ANZIAM Journal 49 pp 361–(2008)·Zbl 1149.15010号 ·doi:10.1017/S1446181108000102 [5] Luati,《关于与趋势过滤器相关的矩阵的光谱特性》,《计量经济学理论》26页1247–(2010)·Zbl 1294.62222号 ·doi:10.1017/S0266466609990715 [6] Hansen,秩亏和离散病态问题(1998)·Zbl 0890.65037号 ·数字对象标识代码:10.1137/1.9780898719697 [7] Reichel,简单平方平滑正则化算子,《数值分析电子交易》33页63–(2009)·Zbl 1171.65033号 [8] Demmel,《可靠数值计算》第35页–(1990) [9] Higham,矩阵理论的应用第1页–(1989) [10] Lee,偏离正态性的最佳可用界限,SIAM矩阵分析与应用杂志,17页,984–(1996)·Zbl 0877.65024号 ·doi:10.1137/S0895479895285263 [11] Noschese,不可约实三对角矩阵的正规结构距离,《数值分析电子交易》28,第65页–(2007)·Zbl 1171.65037号 [12] Noschese,带状Toeplitz矩阵的正规结构距离,BIT数值数学49 pp 629–(2009)·Zbl 1178.15016号 ·doi:10.1007/s10543-009-0231-2 [13] Böttcher,带状Toeplitz矩阵的谱特性(2005)·Zbl 1089.47001号 ·数字对象标识代码:10.1137/1.9780898717853 [14] Reichel,Toeplitz矩阵的特征值和伪特征值,线性代数及其应用162-164 pp 153–(1992)·Zbl 0748.15010号 ·doi:10.1016/0024-3795(92)90374-J [15] Trefethen,光谱和伪光谱(2005) [16] Joubert,非对称线性系统的可并行重启迭代方法。第一部分:理论,《国际计算机数学杂志》,第44页,第243页–(1992年)·Zbl 0759.65008号 ·doi:10.1080/00207169208804107 [17] Joubert,非对称线性系统的可并行重启迭代方法。第二部分:并行实现,《国际计算机数学杂志》44页269页–(1992)·Zbl 0759.65009号 ·doi:10.1080/00207169208804108 [18] Philippe,关于Krylov子空间基的生成,应用数值数学·Zbl 1253.65049号 [19] Arnold,《单输入特征值分配算法:仔细观察》,SIAM矩阵分析与应用杂志,19页444–(1998)·Zbl 0919.93030号 ·doi:10.1137/S0895479895294885 [20] Datta,在Hessenberg矩阵中分配特征值的算法:单输入情况,IEEE自动控制汇刊AC-32第414页–(1987)·Zbl 0612.93020号 ·doi:10.1109/TAC.1987.1104622 [21] Datta,具有气动效应的振动系统的鲁棒部分极点配置,IEEE自动控制汇刊51页,1979-(2006)·Zbl 1366.93230号 ·doi:10.1109/TAC.2006.886543 [22] Datta,仿射二次逆特征值问题的解,线性代数及其应用434 pp 1745–(2011)·Zbl 1211.65047号 ·doi:10.1016/j.laa.2010.09.047 [23] 大型Sylvester-like观测器矩阵方程的Datta,Arnoldi方法,以及部分谱分配的相关算法,线性代数及其应用154-156 pp 225–(1991)·Zbl 0734.65037号 ·doi:10.1016/0024-3795(91)90378-A [24] Elsner,关于矩阵的非正规性度量,线性代数及其应用92 pp 107–(1987)·Zbl 0621.15014号 ·doi:10.1016/0024-3795(87)90253-9 [25] Henrici,迭代、逆、谱变化和非正规矩阵值域的界,数值数学4第24页–(1962)·Zbl 0102.01502号 ·doi:10.1007/BF01386294 [26] László,最佳正态近似的可达到下限,SIAM矩阵分析与应用杂志,15 pp 1035–(1994)·Zbl 0827.15037号 ·网址:10.1137/S0895479892232303 [27] Smithies,《到近似正规矩阵的结构化距离》,《数值分析电子交易》,第36页,99–(2010)·Zbl 1191.65044号 [28] Golub,病态本征系统和Jordan正则形式的计算,SIAM评论18第578页–(1976)·Zbl 0341.65027号 ·doi:10.1137/1018113 [29] 威尔金森,代数特征值问题(1965)·Zbl 0258.65037号 [30] 威尔金森,特征值敏感性II,Utilitas Mathematica 30 pp 243–(1986)·Zbl 0611.65019号 [31] 斯图尔特,矩阵微扰理论(1990)·Zbl 0706.65013号 [32] Karow,结构化特征值条件数,SIAM矩阵分析与应用杂志28页1052–(2006)·Zbl 1130.65054号 ·doi:10.1137/050628519 [33] Noschese,特征值条件数:零结构与传统,计算与应用数学杂志185页174–(2006)·Zbl 1086.65042号 ·doi:10.1016/j.cam.2005.01.032 [34] Noschese,特征值模式条件数:Toeplitz和Hankel案例,计算与应用数学杂志206 pp 615–(2007)·兹比尔1120.65045 ·doi:10.1016/j.cam.2006.08.031 [35] Calvetti,线性离散不适定问题的可逆平滑预条件,应用数值数学54 pp 135–(2005)·Zbl 1072.65057号 ·doi:10.1016/j.apnum.2004.09.027 [36] Morigi,线性离散不适定问题的截断投影SVD方法,《数值算法》43页197–(2006)·Zbl 1114.65039号 ·doi:10.1007/s11075-006-9053-3 [37] Delves,积分方程的计算方法(1985)·Zbl 0592.65093号 ·doi:10.1017/CBO9780511569609 [38] Hansen,针对MATLAB 7.3的正则化工具版本4.0,数值算法46,第189页–(2007)·Zbl 1128.65029号 ·doi:10.1007/s11075-007-9136-9 [39] Saad,稀疏线性系统的迭代方法(2003)·Zbl 1031.65046号 ·数字对象标识代码:10.1137/1.9780898718003 [40] Bai,牛顿基GMRES实现,IMA数值分析杂志,14 pp 563–(1994)·Zbl 0818.65022号 ·doi:10.1093/imanum/14.4563 [41] Erhel,通用稀疏矩阵的并行GMRES版本,《数值分析电子交易》3第160页–(1995)·Zbl 0860.65021号 [42] Sidje,并行Krylov子空间基计算的替代方法,数值线性代数及其应用4 pp 305–(1997)·Zbl 0889.65029号 ·doi:10.1002/(SICI)1099-1506(199707/08)4:4<305::AID-NLA104>3.0.CO;二维 [43] Calvetti,《数值线性代数》第31页–(1993) 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。