Orthomin/CG 迭代何时会失败

计算科学 迭代法 共轭梯度
2021-12-17 22:45:36

我知道共轭梯度迭代失败时0W(AH),这意味着有一个复向量x+iy这样(x+iy)TAH(x+iy)=0. 我想知道如何导出一个真正的初始向量,以使共轭梯度迭代失败,如果Ab基于这个复数向量是真实的吗?问题是我不知道我可以在哪里使用这个条件b是真实的。

1个回答

你的说法是不正确的,我相信。

真实情况的等价条件是如果有向量则迭代会失败xRn以便xTAx=0,这相当于说“如果矩阵迭代将失败A具有零特征值”。或者,等效地,“如果矩阵A有一个空空间”。

但实际上这不是真的(既非必要也不充分):

  • 如果矩阵有零空间但初始残差在零空间中没有分量,则迭代将为您提供线性系统的解Ax=b. 这个问题没有唯一解,如果A有一个零空间,但是你然后简单地得到垂直于零空间的解——这恰好也是欠定问题的最小二乘解(或者你会用伪逆得到的解,x=Ab)。
  • 如果矩阵具有负特征值,那么如果您运行 CG 方法进行足够多的迭代,它也会失败。但是在最初的几次迭代中,您可能会很幸运。

换句话说,这种情况比您关于空空间的简单陈述要复杂得多。