满足形式条件的对称矩阵v吨一世Xv一世= 0viTXvi=0

计算科学 线性代数 线性求解器 线性规划
2021-12-19 22:37:31

我想解决一个欠定的线性方程组Ax=bARn×r2,xRr2,bRn. 矩阵A具有以下附加结构:每一行A采取形式vivi对于一些viRr(这里1in)。(即,每一行都是某个向量与其自身的张量积。)此外,想想r2n, IE,n=Θ(r2).

没有任何进一步的结构。特别是,A很可能是稠密的。我会说,在我的具体申请中,我正在服用b成为0,我想在内核中找到一个非零向量A. 此外,这个非零向量不能看(当转换为r×r矩阵)像一个斜对称矩阵;它必须有一些对称的分量。这是因为我将解决方案投影到r(r+1)/2对称矩阵的维空间(在Rr2),我需要它仍然是非零的。(但我认为最好在上面更笼统地说明问题。)

我花了很多时间试图弄清楚如何比天真更快地解决这个问题O(n3). 我试过在行上执行一些版本的高斯消除,QR分解等。我目前正在回顾迭代方法,看看我是否遗漏了一些可能有用的东西,但我在这方面没有经验。即使将我指向可能尝试的事情也会非常有帮助!谢谢!

编辑:根据@Federico Poloni 的评论,这可以更好地表述为:找到一个对称矩阵X这样viTXvi=0为了1in,viRr,XRr2, 在哪里r(r+1)/2>n这样我们就知道有一个非零解。

1个回答

如果每一行都是张量积vivi, 然后任何向量x即斜对称矩阵的列堆叠版本位于A. 对于任何x, 你有

(vivi)x=viXviT,
在哪里x=vec(X)(见:https ://en.wikipedia.org/wiki/Kronecker_product )。如果X=XT然后
viXviT=viXTviT=viXviT=0.

请注意,这种克罗内克积结构并不等同于每一行都是对称矩阵的展平版本。大小对称矩阵n12n(n+1)数字,而一个矩阵,其展平版本是大小向量的克罗内克积n与本身是由n数字。