大型多项式系统的数值方法是什么?

计算科学 数值分析 非线性方程 复杂 多项式
2021-11-29 19:03:06

让一个系统n多项式度数方程d变量。
我对稀疏系统感兴趣d=3,n2000000,50000和整数系数。

我可以从数值分析中使用哪些技术来显示解决方案的存在?有哪些数值方法可以找到解决方案?有哪些复杂性?换句话说,如果我们在高效的计算机上实现这些方法,是否可以在合理的时间内计算出我的问题的解决方案?

有关我的系统的更多详细信息(这是一个五边形方程),请参阅这篇文章

2个回答

经证明的同伦延拓方法既用于寻找根,也用于证明它们确实存在(在某个区间内)。快速的网络搜索结果是这篇论文:Joris van der Hoeven 的可靠同伦延续

对于这种大规模的问题,使用像 Gröbner 基这样的方法,或者其他通常用于解决多项式系统的方法,需要大量的计算时间,而且很多时候你的“解决方案”太大了,你什么也做不了。同样为了解决系统问题,这些方法要求您的系统是零维的,这并不总是正确的。

可能是一种更数值化的方法,可能是将这个系统视为一个非线性方程 F(x)=0,并用高斯-牛顿法求解。由于您的系统很大,而不是经典的牛顿方法,请检查不精确的牛顿,如 Newton-Krylov。使用具有全球化的牛顿方法,您将获得超线性收敛。

例如:一些解释:https ://www10.informatik.uni-erlangen.de/de/Teaching/Courses/WS2012/SiWiR/seminar/ParPDE1.pdf 和这个: http: //www.math.uwaterloo.ca /~tfcolema/articles/K_final_draft.pdf