计算给定向量的特征向量分量

计算科学 稀疏矩阵 本征系统
2021-11-24 12:20:34

我有一些矢量图V可以分解为厄米稀疏算子的特征空间M

V=ivim^i

有没有办法找到m^i(特征向量本身)对应于最大的vi(数量级)?

我本质上想要总和中最大的几个项,包括的特征向量M,我不知道提前。

具体来说,我想同时找到的特征向量M对应于最大的|vi|,同时找到最大的vi. 最好不要找到整个光谱M第一的。

我一直在考虑的一些可能性:

我们可以使用“Wieldant's Deflation”的反面“膨胀”矩阵:

M1=M+σ[Σivim^i]VH=M+σVVH

不同的特征值m^i被转移λi+σ|vi|2. 我相信我们可以提取σvi因为特征向量不会改变。问题是外积V是稠密的。

另一种可能性:

幂法(不断乘法M通过我们的向量V直到收敛)找到的分量V具有最大的特征值。这种方法的缺点是我们无法控制vi,所以我们最终会找到所有组件,然后找到最大的。

有什么方法可以控制它,以便我们只集中在最大的组件上?

2个回答

由于矩阵是厄米特矩阵,您可以将其用作哈密顿矩阵以在虚时间传播它。即,求解以下微分方程组:

idVdt=MV

对此的一般解决方案是:

V(t)=V0eiMt

然后你拿你的V(t)V(0),对其进行傅立叶变换,峰的高度和位置将告诉您沿各种特征向量的分量及其相关的特征值。这有时被称为超快原子物理学中的“光谱法”。

获得特征值后,使用您喜欢的任何特定特征值求解器找到特征向量。

当然。M^是一个矩阵,使得每一列都是 Hermitian 算子的不同特征向量M; 它来自于 HermitityMM^是可逆的。要获得vi, 求解线性系统M^v=V. 然后,选择索引i这样maxj|vj|=|vi|; 的第将是对应于幅度最大的的特征向量。iM^vi