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计算机科学计算答案.doc

发布:2017-11-28约3.17千字共10页下载文档
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1、上(下)三角矩阵的乘积、逆仍为上(下)三角矩阵 2、AB与BA迹相同tr(AB)=tr(BA),如果A或者B可逆,则AB与BA特征值相同 1)、 2)、,两边取行列式并令其为令,即得到证明。 3、有上条性质可知:不存在满足AB-BA=I条件的方阵A、B 因为:tr(AB-BA)=tr(AB)-tr(BA)=0≠tr(I)=n 4、A和B都严格对角占优,但是A±B未必严格对角占优(例:B=-A或者B=A) 5、A和B可逆时 1≤cond(A),因为║I║=║AA-1I║≤║A║║A-1║║I║两边消去║I║即得 由1)得到:║A║≥1/║A-1║,║A-1║≥1/║A║ 与2)对比有ρ(A)≤║A║,║A-1║≥1/ρ(A) 如果║A║<1时收敛,则必发散,而║A║>1时发散,则未必收敛 cond(AB)≤cond(A)cond(B),利用范数相容性立即可得 由此引出的不等式: ║A-1-B-1║≤║A-1║║B-1║║A-B║ 因为║A-1- B-1║=║B-1- A-1║=║B-1(I- BA-1)║=║B-1(A- B)A-1║ ≤║B-1║║A- B║║A-1║ 对应地有║A-B║≤║A║║B║║A-1- B-1║ A非奇异,B奇异,则对于算子范数有1/Cond(A) ≤║A-B║/║A║ 因为B奇异,则存在y≠0,使得By=0,从而有x=y/║y║≠0,║x║=1,并且Bx=0,A-1Bx=0,x-A-1Bx=x,A-1(A-B)x=x,1=║x║=║A-1(A-B)x║≤║A-1(A-B)x║= =║A-1(A-B)║≤║A-1║║A-B║,两边除║A║即可得证。 由6)-7)组合,还可以得到更多的不等式。 8、正规阵同时又是三角阵,则它一定是对角阵 9、酉阵同时又是三角阵,则它一定是对角阵,并且对角元的模为1 10、对称矩阵的奇异值是特征值的绝对值 n阶实对称矩阵如果有n个互异的奇异值,则它有n个互异的特征值 11、相似变换、酉变换、正交变换不改变方阵的迹和行列式 因为上述变换不改变特征值,从而不改变特征值的和和乘积,从而也不改变迹与行列式。 12、酉变换、正交变换不改变向量的2-范数,从而不改变两点之间的欧几里得距离。 13、酉阵特征值的模为1,正交阵特征值的绝对值为1 14、x和e-x在任何区间[a,b]上线性无关 设cx+de-x=0,因为e-x永远不为零,如果c≠0,那么有x/e-x=-d/c,显然x/e-x在任何区间都不会是一个常数,从而必须c=0,这样一来d只有为零,因此只有当c=d=0等式才成立,线性无关。 15、如果║A║<1则║(I-A)-1║≤1/(1-║A║) 因为ρ(A)≤║A║<1,收敛到s=,两边乘(I-A)不影响收敛性, (I-A)s=(I-A)=I-lim(Ak)=I,所以=(I-A)-1,║(I-A)-1║≤≤ ≤=1/(1-║A║),同理可证║(I+A)-1║≤1/(1-║A║) 16、如果(I+A)奇异,则对一切范数║A║≥1 17、A∈Cn*n,对任意范数有, 首先存在某种范数 所以 ,取 得到 ,对不等式同时取极限即得到 再根据范数的等价性 对不等式同时取极限即得到 对任意范数的结果 18、A非奇异,对算子范数有 因为 19、 20、 21、 22、x,y为向量,则有平行四边形关系 23、A∈Cn*n,并且为Hermite正定阵,则为范数 正性和齐次性好证明,只证三角不等式 所以 24、 , , 25、 26、A为Hermite阵,则 27、A为Hermite阵, 28、A∈Cn*n,则的充要条件为A=I 因为所以A=I 同理如果,并且B可逆,则B=I 29、证明:1)A为实斜对称阵,则eA为正交阵 (A=-AT) 2)A为Hermite阵,则eiA为酉阵 (AH=A) 证明:1) 2) 30、A∈Cn*n,║A║2<1,证明║Ln(I+A)║2≤║A║2/(1-║A║2) 因为: 收敛半径r=1, ρ(A)≤║A║2<1,所以Ln(I+A)收敛, 31、 32、xn+1=φ(xn)的迭代收敛条件, 1)映内性xn∈[a,b],φ(xn) ∈[a,b] 2)压缩性∣φ’∣≤L<1 停机判据,收敛速度 33、Newton迭代法,单根为二阶收敛 34、Newton迭代法,重根变线性收敛,如果知道重数m, 仍二阶收敛 35、Newton迭代法中, 下山因子λ<ε,则无法下山,要另选初始点 36、弦割法 的收敛阶为1.618 37、分半法的收敛速度为(b-a)/2n-1 38、Aitken 加速公式 39、Jacobi、Gauss-Seidel和超松弛(SOR)法的分量形式和矩阵形式 (J) (G-S) ,
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