关于矩阵方程的迭代法研究

关于矩阵方程的迭代法研究

论文摘要

矩阵方程在矩阵理论,科学计算以及工程方面都有着广泛的应用.本文主要研究矩阵方程AX+XB=C和AXB=C的迭代解法.首先,我们研究了当系数矩阵A和B是正半定矩阵(不一定是Hermitian矩阵),并且其中至少有一个是正定矩阵时,求解Sylvester方程AX+XB=C的精确ADI迭代法的收敛性,并得到了收缩因子的一个上界;为了减少精确ADI迭代法的计算复杂度,我们然后设计了一个非精确的ADI(IADI)迭代法,并讨论了该方法的收敛性.数值实验表明ADI迭代法比HSS迭代法具有更快的收敛速度,IADI迭代法比ADI迭代法的计算效率更高.最后,我们指出了文献[27]中关于矩阵方程AXB=C迭代解法的收敛性定理(定理3.3)的证明错误,并给出了更一般的收敛性定理.本文共分为四章,结构如下:第一章为绪论,主要介绍了矩阵方程的研究背景、相关解法与研究现状,以及本文的创新点:第二章为预备知识,主要介绍了本文所涉及到的一些相关定义与定理;第三章研究了求解Sylvester方程AX+XB=C的精确的和非精确的交替方向法;第四章指出了文献[27]中定理3.3的证明的错误,并给出了更一般的收敛性定理.

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 符号表
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景与意义
  •   1.2 本文的研究内容及创新点
  • 第二章 预备知识
  •   2.1 相关定义的介绍
  •   2.2 相关引理
  • 第三章 求解Sylvester方程AX+XB=C的ADI迭代法
  •   3.1 精确的ADI迭代法
  •   3.2 精确的ADI迭代法的收敛性分析
  •   3.3 非精确的ADI迭代法
  •   3.4 非精确的ADI迭代法的收敛性分析
  •   3.5 数值实验
  •   3.6 二维对流扩散方程的求解
  •   3.7 小结
  • 第四章 求解矩阵方程AXB-C的Jacobi和Gauss-Seidel型迭代法
  •   4.1 Jacobi和Gauss-Seidel型迭代法
  •   4.2 关于Jacobi和Gauss-Seidel型迭代法收敛性的一个注记
  •   4.3 小结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录 (攻读学位期间所发表的学术论文目录)
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 周洋

    导师: 刘仲云

    关键词: 矩阵方程,迭代法,正半定矩阵,收敛性

    来源: 长沙理工大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学,数学

    单位: 长沙理工大学

    基金: 国自科基金项目(11371075)

    分类号: O241.6

    DOI: 10.26985/d.cnki.gcsjc.2019.000174

    总页数: 39

    文件大小: 1368K

    下载量: 22

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