瑞利商疊代法

瑞利商疊代法

瑞利商疊代法(Rayleigh quotient iteration method)是一種用瑞利商作位移的反冪法。瑞利商疊代法值得注意的是,按我們現在形式上敘述的誤差,收斂性是平方的,甚至是立方的(三階的)。

概念

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瑞利商疊代法(Rayleigh quotient iteration method)是一種用瑞利商作位移的反冪法。反冪法的收斂性和冪法本身一樣是線性的。不像冪法之處是只要充分接近,反冪法的收斂性係數可以任意小。對這一點的觀察導致在中當收斂到一特徵向量時,每步疊代均選取特徵值的“最佳猜測”,自適應地改變參數的概念。這樣,瑞利商疊代法與反冪法不同之處,在於每一疊代步,在中用瑞利商代替。我們用規範化的的殘量的長度來度量向量滿足特徵向量條件的偏差。具體地說,準則是

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瑞利商疊代法值得注意的是,按我們現在形式上敘述的誤差,收斂性是平方的,甚至是立方的(三階的)。

基本原理

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定理:設是按瑞利商疊代法構成的,並假定在每步疊代,對某確定的,滿足,若以表示殘量的長度,即

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則對於某常數和,

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證明:設表示一個特徵向量的估計值,假定,且實部,這裡是的第一個分量,設是變換使

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可分解為,類似於下面的分塊結論是正確的:

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式中顯然是對的瑞利商,且是維向量。

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利用酋陣的性質,得到若按的定義則

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鑒於,得到誤差的關係式

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設是由瑞利商疊代決定的,它是向量的非規範化的後繼向量,即設

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再利用酋陣的性質,求得

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式中,以左乘得到

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與比較,得到結論

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