SchurDecomposition
リスト{q,t}として与えられる数値的行列 m のシューア(Schur)分解を作成する.ただし q は正規直交行列,t は上三角のブロック行列とする.
SchurDecomposition[{m,a}]
m の a についての一般化されたシューア分解を返す.
詳細とオプション
- もとの行列 m は,q.t.ConjugateTranspose[q]と等しい. »
- 行列 m は正方形でなければならない.
- SchurDecomposition[m,Pivoting->True]は,リスト{q,t,d}を作成する.ただし,d は m.d が d.q.t.ConjugateTranspose[q]と等しい置換された対角行列とする. »
- SchurDecomposition[{m,a}]は行列のリスト{q,s,p,t}を与える.ただし,q と p は正規直交行列,s と t は上三角行列であり,m は q.s.ConjugateTranspose[p]によって与えられ,a は q.t.ConjugateTranspose[p] によって与えられるものとする. »
- 実数値配列 m の場合,RealBlockDiagonalForm->Falseのオプション設定をすると t 行列の対角上に複素数を置くことができる.
- TargetStructure->"Structured"の設定のとき,SchurDecomposition[m]は行列{q,t}を構造化行列として返す.
- TargetStructure->"Structured"の設定のとき,SchurDecomposition[{m,a}]は行列{q,s,p,t}を構造化行列として返す.
例題
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基本的な用法 (5)
行列は項目が上三角ではなく最初の劣対角に沿ったブロック上三角行列である:
RealBlockDiagonalFormFalseとすると, 上三角になるが要素は複素数になる:
一般化された分解 (3)
Chopを使って分解を確認する必要はない:
特殊行列 (4)
オプション (6)
Pivoting (1)
RealBlockDiagonalForm (1)
RealBlockDiagonalForm->Falseでは,結果は複素上三角行列である:
RealBlockDiagonalForm->Trueとすると,対角に沿って実数の2×2ブロックとなる:
TargetStructure (4)
TargetStructure->"Dense"のとき,SchurDecompositionの結果は2つの密な行列のリストである:
TargetStructure->"Structured"のとき,SchurDecompositionの結果はOrthogonalMatrixとBlockUpperTriangularMatrixを含むリストである:
TargetStructure->"Dense"のとき,SchurDecompositionの結果は2つの密な行列のリストである:
TargetStructure->"Structured"のとき,SchurDecompositionの結果はUnitaryMatrixとUpperTriangularMatrixを含むリストである:
TargetStructure->"Dense"のとき,SchurDecompositionの結果は4つの密な行列のリストである:
TargetStructure->"Structured"のとき,SchurDecompositionの結果は2つのOrthogonalMatrixオブジェクトとBlockUpperTriangularMatrixとUpperTriangularMatrixを含むリストである:
TargetStructure->"Dense"のとき,SchurDecompositionの結果は4つの密な行列である:
TargetStructure->"Structured"のとき,SchurDecompositionの結果は2つのUnitaryMatrixオブジェクトと2つのUpperTriangularMatrixオブジェクトを含むリストである:
アプリケーション (3)
行列 m は,NormalMatrixQ[m]が真のときかつそのときに限って対角行列とユニタリ同値である.シューア分解は一般的な行列に次善の簡約(三角行列のユニタリ同値)を与える.非正規行列について考える:
シューア分解は右下隅に拡張される 行列の固有ベクトルのネストした列を求める過程であると見ることができる.次の行列 について考える:
この行列の固有値は実数なので,分解すると実数行列と上三角行列になる:
と は固有ベクトル と正規直交しているので, をこの基底に変形すると第1列の対角の下が0になる:
右下の2×2行列を抽出する.その固有値は の残りの固有値である:
の最初の固有ベクトルを含むの正規直交基底を求め,それをに埋め込む:
結果をSchurDecompositionと比較すると, の列の符号まで一致する:
シューア分解を計算する簡単な方法はシフトされていないQRアルゴリズムである. と から始め,各段階で のQR分解を計算する.次に,かつ とする.極限では(正常に動作する入力行列については) は希望する 行列に は希望する 行列に収束する.このメソッドを次の行列 に適用する:
そうは見えないかもしれないが, は上三角行列であり,対角の下の成分は数値ノイズである:
SchurDecompositionを使って分解を計算する:
特性と関係 (11)
SchurDecomposition[m]は となるような行列 と を与える:
{q,t}=SchurDecomposition[m]の q は常にユニタリ行列である:
{q,t}=SchurDecomposition[m]の t は最初劣対角についての上三角行列である:
行列 m に複素数の項があるなら,t 行列は常に厳密に上三角である:
t の対角項は m の固有値である.though not necessarily in any particular order::
実数値行列 m の場合,実固有値は t の対角線上にあり,複素数は2×2ブロックとして現れる:
実数値行列 の場合,複素固有値は 行列内にの形の2×2ブロックを生成する:
対応する複素固有値はブロックの項目から として回復することができる:
m が q.s.ConjugateTranspose[p]によって与えられることを証明する:
a が q.t.ConjugateTranspose[p]によって与えられることを証明する:
{q,s,p,t}=SchurDecomposition[{m,a},RealBlockDiagonalFormFalse]では,s と t の対角の割合は a についての m の一般化された固有値に等しい:
実対称行列 について,シューア分解は固有値と固有ベクトルから構成される:
数値正規行列 についてSchurDecomposition[n,RealBlockDiagonalFormFalse]:
考えられる問題 (1)
テキスト
Wolfram Research (1991), SchurDecomposition, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/SchurDecomposition.html (2024年に更新).
CMS
Wolfram Language. 1991. "SchurDecomposition." Wolfram Language & System Documentation Center. Wolfram Research. Last Modified 2024. https://reference.wolfram.com/language/ref/SchurDecomposition.html.
APA
Wolfram Language. (1991). SchurDecomposition. Wolfram Language & System Documentation Center. Retrieved from https://reference.wolfram.com/language/ref/SchurDecomposition.html