Jak znaleźć wewnętrzne wartości własne metodą podprzestrzeni krylova?

10

Zastanawiam się, jak znaleźć wartości własne macierzy rzadkich w danym przedziale [a, b] metodą iteracyjną. W moim osobistym rozumieniu bardziej oczywiste jest stosowanie metody podprzestrzeni Kryłowa w celu znalezienia ekstremalnych wartości własnych, a nie wewnętrznych.

Willowbrook
źródło
Czy zastanawiałeś się nad odpowiedziami tutaj ?
Deathbreath
Jestem ciekawy ... Jak duża jest twoja matryca? Czy potrzebujesz wszystkich wewnętrznych wartości własnych, czy najbliższych określonej wartości?
Paweł
@Paul To tylko badanie, którego rozmiar będzie wynosił miliard miliardów rzadkich macierzy, a do modelowania potrzebujemy tylko kilku wartości własnych w określonym przedziale czasowym.
Willowbrook,
@Deathbreath Dziękuję za przypomnienie. Rozważyłem te odpowiedzi.
Willowbrook,
Być może znasz już ten zasób , ale i tak może być przydatny ... www-users.cs.umn.edu/~saad/eig_book_2ndEd.pdf pozdrawiam, Tom
Tom

Odpowiedzi:

10

Następująca strategia nazywa się shift i invert i zależy od dwóch ważnych faktów:

  1. ma takie samo widmo jak A , ale jest przesunięte w dół o τ , tj. Jeśli λ σ ( A ) to λ - τ σ ( A - τ I ) .AτIAτλσ(A)λτσ(AτI)
  2. Zakładając, że jest odwracalne, macierz A - 1 ma widmo, które jest równe odwrotności względem widma A elementu , tj. Jeśli λ σ ( A ) to 1 / λ σ ( A - 1 ) .AA1Aλσ(A)1/λσ(A1)

Ponieważ będą miały przesunięte częśćAwidma „S, która jest bliskodo+bAa+b2IA pobliżu źródła, wartości własneA wpobliżua+ba+b2A będzie bardzo duże w(A-a+ba+b2, więc uzasadnione jest oczekiwanie, że algorytm Kryłowa je wykryje.(Aa+b2I)1

Jack Poulson
źródło
Moje pytanie dotyczy metody przesunięcia i odwrócenia, możemy wzmocnić wszystkie wartości własne w pobliżu a, które oczywiście będą obejmować te niepożądane pierwotnie mniejsze niż a, a następnie jak odfiltrować te wartości własne. Drugim pytaniem jest, jak korzystać z drugiego punktu końcowego b w interacji.
Willowbrook,
1
Możliwe jest odfiltrowanie niektórych wartości własnych za pomocą filtrów wielomianowych. Aby zapoznać się z dostępnym przeglądem tej techniki, zobacz Sorensen: „Metody numeryczne dla dużych problemów z wartością własną” w Acta Numerica journals.cambridge.org/action/…
Reid.Atcheson
c=(a+b)/2