这个问题与最近发布的问题有关,但我想它值得单独关注。
假设一个对称矩阵给定一个矩形矩阵,. 系统解决方案
是否可以通过解决(2)代替解决(1),反之亦然?为什么不能用解决(1)代替解决(2)?如果 (1) 的解存在,那么它也是 (2) 的解。会不会是 (1) 的解不存在(即,仅在 LS 意义上存在),但 (2) 的精确解存在?
这个问题与最近发布的问题有关,但我想它值得单独关注。
假设一个对称矩阵给定一个矩形矩阵,. 系统解决方案
是否可以通过解决(2)代替解决(1),反之亦然?为什么不能用解决(1)代替解决(2)?如果 (1) 的解存在,那么它也是 (2) 的解。会不会是 (1) 的解不存在(即,仅在 LS 意义上存在),但 (2) 的精确解存在?
奇怪的是,这种情况可能出现在正交模型缩减方法中。在那种情况下,是单一的,因此,可以解释用于模型简化的基组,并且是一个伪逆(准确地说,一个-逆,用广义逆的语言).
正如 Arnold Neumaier 所指出的,这两组解决方案通常是不一样的。如果是(1)的解,那么它也将是(2)的解。但是,在一般情况下,该陈述的反面是不正确的。
然而,对于是幺正的,这样的转换可能非常有用。假设你想解决
但无论出于何种原因(例如,内存、CPU 时间),使用标准的密集或稀疏(直接或迭代)线性代数方法求解该方程是不切实际的。一种方法是假设是一组正交基向量的线性组合. 换句话说,假设, 代替和这样你就可以解决,它的优点是可以解决更少的未知数。所以现在你有
如等式(1),但该系统是非方形的,并且是欠定的。它可能没有解决方案,因为可能不在范围内. 模型简化文献中为获得平方系统所做的一个经典假设是假设数量(您可以将其视为值的残差代入等式(1))是正交的每一列, 在这种情况下,要么
这个假设可能是也可能不是一个好的假设。如果解决方案到 (0) 的范围为, 那么求解 (2) 不会在 (0) 的计算解中引入任何近似误差。与直接求解 (2) 相比,求解 (0) 可以节省大量计算量,前提是足够小(有两个矩阵乘法的开销来节省线性求解)。
但是,如果 (0) 的解不在,那么求解 (2) 而不是 (0) 只会产生 (0) 的解的近似值,并且与这种近似值相关的误差可能很大。对于许多实际应用程序来说,近似解是可以接受的(例如,问题参数可能只知道有限的精度)。
如果不是单一的,所有的赌注都是关闭的。模型简化解释不再成立,尽管如果是(1)的解,也是(2)的解。可以将模型缩减论点概括为一般, 但是之后通常在该参数中被另一个矩阵替换,因此与上述问题的类比不再成立。
在打扰其他人之前,您会先查看您陈述的简单案例。取矩阵:
如果且,(1) 没有解,但 (2) 有无穷多个。
假设。
如果是正定的,则 (1)的最小二乘解,前提是残差在范数中最小化 :
如果不定,则(2) 和 (1) 的解之间不存在简单的一般关系。