基於Given變換的QR分解辨析

2021-10-23 01:30:25 字數 984 閱讀 6599

qr分解是矩陣的一種分解演算法,可以將乙個非奇異矩陣分解成正交矩陣q,和三角矩陣r(通常是上三角)。使用qr迭代也可以求出矩陣的特徵值,不過前一步要求矩陣變為上hessenberg矩陣。將矩陣進行qr分解可以使用household變換,schmidt正交化以及given變換。對於schmidt不是十分了解。qr迭代的核心是把矩陣某些位置上的元素變為零,household和given都能達到這個目的。但兩者的區別是household變換能一次實現多個0的轉換,一次given變換只能實現乙個0的轉換。本文著重介紹given變換。

given變換的原理是平面旋轉矩陣。之前一直有疑惑,在不同的情況下,會出翔兩種旋轉矩陣:

兩個矩陣都作為左乘原始矩陣。

經過一番調查以後,實際上這兩個都是旋轉矩陣,但是旋轉的標準不一樣。

這個是對於點進行旋轉,而座標繫不動

這個是對於座標系旋轉,而點不動。

這就自然解釋了為什麼sin相反,座標系旋轉相當於點向逆方向旋轉。不過在查閱資料以後發展在given變換中使用的都是右上角為sin的一種旋轉矩陣。

另外在大部分qr迭代中,最終形成的三角矩陣都是上三角矩陣。其實也可以形成下三角矩陣,不過旋轉矩陣要乘在右邊。並且根據我實際計算,再右乘時應當乘以右上角為-sin的矩陣。(此處不保證正確性,歡迎各位批評指正)。

關於兩種平面旋轉矩陣的詳細介紹,請參考部落格:

關於given旋轉分解矩陣的詳細例題步驟,請參考部落格:

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