矩陣理論的QR分解,矩陣分解的QR分解法

2021-03-19 18:20:12 字數 2786 閱讀 6153

1樓:匿名使用者

qr分解即是將矩陣分解為正交陣和上三角陣的乘積,嚴格

表述如下:

設a為一個n級實矩陣,且|a|≠0,則a=qt。其中q為正交陣,t為上三角陣,且分解唯一。

證明如下:

(1)設a=(aij),它的n個列向量為α1,...,αn。

由於|a|≠0,所以α1,...,αn線性無關,從而是r^n的一組基。

利用施密特正交化過程,由α1,...,αn可得正交基和標準正交基η1,,,,,ηn:

β1=α1,η1=β1/|β1|;

β2=α2-(α2,η1)η1,η2=β2/|β2|;

......

βn=αn-(αn,η1)η1-...-(αn,η(n-1))η(n-1),ηn=βn/|βn|。

再將βi=|βi|ηi (i=1,2,...,n)帶入等式左邊,移項整理得

α1=t11η1,

α2=t12η1+t22η2,

......

αn=t1nη1+t2nη2+...+tnnηn。

其中tii=|βi|>0,(i=1,2,...,n),tij=(αj,ηi),(i≠j),

即a=(α1,...,αn)=(η1,...,ηn)(t11 t12 ...

t1n;0 t22 t23 ... t2n;...;0 0 0...

tnn)=qt。

(2)下證唯一性:

若還有q1、t1,也使得a=q1t1=qt,其中q、q1正交,t、t1為主對角元》0的上三角矩陣。

由q1t1=qt得q1^(-1)q=t1t^(-1)

由於q1^(-1)q是正交陣,從而t1t^(-1)也是正交陣,且為上三角陣。

故t1t^(-1)主對角元為±1(由t1、t主對角元為正,故t1t^(-1)主對角元只能為1)且為對角陣。即t1t^(-1)=e,即t1=t。再由t非退化,從而q1=q,即分解唯一,證畢。

矩陣分解的qr分解法

2樓:加菲36日

qr分解法是將矩陣分解成一個正規正交矩陣與上三角形矩陣,所以稱為qr分解法,與此正規正交矩陣的通用符號q有關。

matlab以qr函式來執行qr分解法, 其語法為[q,r]=qr(a)。

一個矩陣可qr分解的充要條件?如何進行qr分解?

3樓:夢想隊員

任何一個矩陣都可以進行qr分解。有兩種方式:施密特正交化;householder矩陣法

4樓:匿名使用者

列相互獨立的矩陣可以qr分解,常用方法是施密特正交化,首先選取第一列,使其單位化,計為x1;再選取第二列,減去其在x1上的投影,再單位化,計為x2;再選取第三列,減去其在x1和x2上的投影,再單位化,計為x3……即求得正交矩陣q。這樣a的第n列an向量就可以寫為(q1•an)q1+(q2•an)q2+……+(qn•an)qn,所以r的第n列是(q1•an,q2•an……qn•an,0,0………)

關於矩陣的qr分解,我不明白下圖中的r是怎麼來的

5樓:匿名使用者

a=qr,

r=q^a=q^t a.(因為q是正交矩陣)

r11=q11*a11+q21*a12=a1^t q1, 以此類推

矩陣論中,qr分解有一步是對矩陣b按列單位化,求矩陣q,實數矩陣好理

6樓:劉茂非律師

優質解答

為了求解線性方程組,我們通常需要一定的解法.其中一種解法就是通過矩陣的三角分解來實現的,屬於求解線性方程組的直接法.在不考慮舍入誤差下,直接法可以用有限的運算得到精確解,因此主要適用於求解中小型稠密的線性方程組.

(1) 三角分解法

三角分解法是將原正方 (square) 矩陣分解成一個上三角形矩陣 或是排列(permuted) 的上三角形矩陣和一個 下三角形矩陣,這樣的分解法又稱為lu分解法.它的用途主要在簡化一個大矩陣的行列式值的計算過程,求 反矩陣,和求解聯立方程組.不過要注意這種分解法所得到的上下三角形矩陣並非唯一,還可找到數個不同 的一對上下三角形矩陣,此兩三角形矩陣相乘也會得到原矩陣.

matlab以lu函式來執行lu分解法,其語法為[l,u]=lu(a).

l是下三角矩陣:lower.u是上三角矩陣:upper

(2) qr分解法

qr分解法是將矩陣分解成一個正規正交矩陣與上三角形矩陣,所以稱為qr分解法,與此正規正交矩陣的通用符號q有關.

matlab以qr函式來執行qr分解法,其語法為[q,r]=qr(a).

q是正交矩陣,r是n*n的上三角矩陣.

矩陣什麼時候可以進行qr分解?什麼時候不能?

7樓:匿名使用者

將矩陣a進行qr分解,q為單位正交矩陣,r是上三角矩陣,分解後a=qr。若滿足r的主對角元素為正數,那麼qr分解才是唯一的。在mma做試驗有意外收穫:

schur命令太厲害了,也是分解為( 正交陣+上三角陣 ),後者對角線就是特徵值,不需要反覆迭代了。當然用求特徵值命令更方便了。

8樓:前回國好

假定a是mxn的矩陣且列滿秩,即rank(a)=n,那麼a=qr在要求r的對角元為正實數的情況下是唯一的.

如果不要求r的對角元為正實數,那麼可以有其它的qr分解a=(qd)(dr),其中d是任何對角酉陣,可以證明只有這些qr分解.

如果不是列滿秩的話就沒有上述唯一性了,除非對r的階梯結構有額外要求.注意a的qr分解相當於對a的前k列張成的空間找正交基,從這裡很容易理解什麼時候會有唯一性.

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