SchurDecomposition
给出数值矩阵 m 的 Schur 分解,该数值矩阵以列表 {q,t} 形式给出,其中 q 是正交矩阵,t 是块上三角矩阵.
SchurDecomposition[{m,a}]
给出关于 a 的 m 的广义 Schur 分解.
更多信息和选项
- 原矩阵 m 等于 q.t.ConjugateTranspose[q]. »
- 矩阵 m 一定是方阵.
- SchurDecomposition[m,Pivoting->True] 产生一个列表 {q,t,d},其中 d 是一个置换对角矩阵,使得 m.d 等于 d.q.t.ConjugateTranspose[q]. »
- SchurDecomposition[{m,a}] 给出矩阵列表 {q,s,p,t},其中 q 和 p 是正交矩阵,s 和 t 是上三角矩阵,使得 m 由 q.s.ConjugateTranspose[p] 给出,a 由 q.t.ConjugateTranspose[p] 给出. »
- 对实数矩阵 m,设置选项 RealBlockDiagonalForm->False 允许复数在 t 矩阵的对角线上.
- 设置为 TargetStructure->"Structured" 时,SchurDecomposition[m] 用结构化矩阵的形式返回矩阵 {q,t} .
- 设置为 TargetStructure->"Structured" 时,SchurDecomposition[{m,a}] 用结构化矩阵的形式返回矩阵 {q,s,p,t}.
范例
打开所有单元关闭所有单元范围 (12)
基本用法 (5)
矩阵沿第一个子对角线上的项为块上三角矩阵,但整体上不是上三角矩阵:
RealBlockDiagonalFormFalse 可使得 变为上三角矩阵,但会出现复数项:
分解推广 (3)
没有必要使用 Chop 来验证分解:
特殊矩阵 (4)
选项 (6)
Pivoting (1)
RealBlockDiagonalForm (1)
当 RealBlockDiagonalForm->False,结果是复数上三角:
当 RealBlockDiagonalForm->True,沿对角线上有实数2×2区块:
TargetStructure (4)
设置为 TargetStructure->"Dense" 时,SchurDecomposition 结果是两个稠密矩阵组成的列表:
设置为 TargetStructure->"Structured" 时,SchurDecomposition 的结果是由一个 OrthogonalMatrix 和一个 BlockUpperTriangularMatrix 组成的列表:
设置为 TargetStructure->"Dense" 时,SchurDecomposition 结果是两个稠密矩阵组成的列表:
设置为 TargetStructure->"Structured" 时,SchurDecomposition 的结果是由一个 UnitaryMatrix 和一个 UpperTriangularMatrix 组成的列表:
设置为 TargetStructure->"Dense" 时,SchurDecomposition 结果是四个稠密矩阵组成的列表:
设置为 TargetStructure->"Structured" 时,SchurDecomposition 的结果是由两个 OrthogonalMatrix 对象、一个 BlockUpperTriangularMatrix 和一个 UpperTriangularMatrix 组成的列表:
设置为 TargetStructure->"Dense" 时,SchurDecomposition 结果是四个稠密矩阵组成的列表:
设置为 TargetStructure->"Structured" 时,SchurDecomposition 的结果是由两个 UnitaryMatrix 对象和两个 UpperTriangularMatrix 对象组成的列表:
应用 (3)
当且仅当 NormalMatrixQ[m] 为真时,矩阵 m 酉等价于对角矩阵. Schur 分解对一般矩阵给出次佳的归约——三角矩阵的酉等价. 思考一个非正规矩阵:
Schur 分解可以看作是为延伸到右下角的 矩阵寻找特征向量的嵌套序列的过程. 思考以下矩阵 :
因为 及 与特征向量 正交,因此将 转换为该基会在第一列的对角线下方放置零:
与 SchurDecomposition 比较,直到 的列符号为止的结果都相同:
计算 Schur 分解的一种简单方法是未移位 QR 算法. 从 和 开始,在每个阶段计算 的 QR 分解 . 然后令 和 . 在极限情况下,(对于表现良好的输入矩阵而言) 收敛到所需的 矩阵, 收敛到所需的 矩阵. 将此方法应用于以下矩阵 :
虽然看起来不像,但 是上三角形矩阵;对角线下方的项是数字噪声:
使用 SchurDecomposition 计算该分解:
属性和关系 (11)
SchurDecomposition[m] 给出使得 的矩阵 和 :
在 {q,t}=SchurDecomposition[m] 中,q 总是酉矩阵:
在 {q,t}=SchurDecomposition[m] 中,t 为第一个次对角线的上三角矩阵:
t 的对角线项是 m 的特征值,但不一定按任何特定顺序排序:
对于实值矩阵 m,实值特征值出现在 t 矩阵对角线上,复值则作为 2×2 区块:
对于实值矩阵 ,复特征值在 矩阵中生成形式为 的 2×2 区块:
验证 m 由 q.s.ConjugateTranspose[p] 给出:
验证 a 由 q.t.ConjugateTranspose[p] 给出:
在 {q,s,p,t}=SchurDecomposition[{m,a},RealBlockDiagonalFormFalse] 中,s 和 t 的对角之比等于 m 关于 a 的推广特征值:
对于实数对称矩阵 ,Schur 分解由特征值和特征向量组成:
正规矩阵 的 SchurDecomposition[n,RealBlockDiagonalFormFalse]:
可能存在的问题 (1)
文本
Wolfram Research (1991),SchurDecomposition,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/SchurDecomposition.html (更新于 2024 年).
CMS
Wolfram 语言. 1991. "SchurDecomposition." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. 最新版本 2024. https://reference.wolfram.com/language/ref/SchurDecomposition.html.
APA
Wolfram 语言. (1991). SchurDecomposition. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/SchurDecomposition.html 年