为什么是 Lanczos/CG 般的奇迹?

计算科学 线性代数 稀疏矩阵 特征值 凸优化 数字
2021-12-22 13:14:48

Lanczos/Arnoldi/Rietz/CG-like算法共享相同的核心策略......在每一个中,都会出现一个小奇迹,大多数Gram-Schmidt内积都是零!换句话说,新方向只需要使用先前更新的搜索方向(或在 Lanczos 情况下为两个)进行正交归一化,无需检查其他先前的方向(因为零)。相当大的奇迹当A是稀疏的并且n=106.

在非线性逆/特征问题的情况下,此属性不正确,但取决于“非线性率”,这些值可能很小并且很容易被忽略或阈值,因为算法的迭代性质假设残差必须在每个步。所以这个属性仍然有用。

欢迎任何建议来理解为什么新方向“已经”与所有(先前+1)方向的集合正交。数学是可以的,但这件事背后有一个很深的原理。它看起来像一个同时发生的隐藏的三对角化过程。有没有简单的方法来处理这个把戏?

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