NUMERYCZNE WYZNACZANIE WEKTOROW Nieznany

background image

NUMERYCZNE WYZNACZANIE WEKTORÓW WŁASNYCH

I ODPOWIADAJĄCYCH IM WARTOSCI WŁASNYCH

1. Rozwijanie wielomianu charakterystycznego det(A-

I)

Def. Macierzą Frobeniusa nazywamy macierz postaci:

0

...

0

0

0

...

1

0

0

0

1

0

0

1

...

3

2

1

n

p

p

p

p

Cel:

0

det

,

0

...

...

1

0

1

0

1

...

1

3

2

1

M

AM

M

p

p

p

p

n

,

nn

n

n

n

n

n

n

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

A

...

...

...

...

...

...

...

...

...

3

2

1

3

33

32

31

2

23

22

21

1

13

12

11

Niech :



1

1

1

,

1

0

...

0

0

...

0

0

...

...

...

0

0

...

1

0

0

0

...

0

1

1

,

1

,

,

1

,

1

1

,

1

2

,

1

1

,

1

1

n

i

dla

a

n

i

dla

a

a

m

m

m

m

m

M

n

n

n

n

ni

i

n

n

n

n

n

n

n

n

Wtedy:

,

1

0

...

0

0

...

0

0

...

...

...

0

0

...

1

0

0

0

...

0

1

,

1

,

2

,

1

,

1

1

n

n

n

n

n

n

n

a

a

a

a

M

0

1

...

0

0

...

...

...

...

...

...

...

...

,

1

1

,

1

2

,

1

1

,

1

2

2

,

2

22

21

1

1

,

1

12

11

1

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

b

b

b

b

b

b

b

b

b

b

b

b

AM



1

,

1

1

,

1

,

1

,

1

1

,

1

,

,

1

1

,

n

j

n

i

dla

m

a

b

n

j

n

i

dla

m

a

a

b

n

n

n

i

n

j

j

n

n

i

ij

ij

0

1

...

0

0

...

...

...

...

...

...

...

...

0

1

...

0

0

...

...

...

...

...

...

...

...

,

1

1

,

1

2

,

1

1

,

1

2

2

,

2

22

21

1

1

,

1

12

11

,

1

1

,

1

2

,

1

1

,

1

2

2

,

2

22

21

1

1

,

1

12

11

1

1

1

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

c

c

c

c

b

b

b

b

b

b

b

b

c

c

c

c

c

b

c

c

c

c

c

c

AM

M

C

1

,

1

2

1

1

,

1

n

j

n

i

dla

b

a

c

n

i

dla

b

c

kj

nk

n

k

j

n

ij

ij

background image

0

1

...

0

0

0

0

1

0

0

.

...

...

...

...

...

...

...

0

1

...

0

0

...

...

...

...

...

...

...

...

,

2

1

,

2

2

,

2

1

,

2

1

1

,

1

12

11

,

1

1

,

1

2

,

1

1

,

1

2

2

,

2

22

21

1

1

,

1

12

11

1

1

1

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

d

d

d

d

b

b

b

b

d

d

d

d

d

d

d

d

d

d

d

d

CM

M

D

0

...

0

0

0

...

1

0

0

0

1

0

0

1

...

...

...

3

2

1

1

2

1

1

1

1

2

1

1

n

n

n

n

n

p

p

p

p

M

M

CM

M

M

M

P

Wyjątki:

0

1

0

0

...

0

0

0

...

1

0

...

0

0

...

0

...

)

1

(

0

0

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

,

,

1

,

1

1

,

1

2

,

1

1

,

1

,

2

,

2

1

,

2

22

21

,

1

,

1

1

,

1

12

11

n

k

kk

n

k

k

k

k

k

k

k

n

k

k

n

k

k

d

d

d

d

d

d

d

d

d

d

d

d

d

d

d

d

d

1

0

0

0

...

0

0

0

1

...

0

...

0

0

...

...

...

...

...

...

...

0

0

...

0

...

1

0

...

...

...

...

...

...

...

0

...

...

1

...

0

0

0

...

...

0

...

0

1

1

k

M

- zamiana k-1-szego wiersza na j-ta kolumnę

1

1

1

k

k

M

D

M

D

Wyznaczenie wektorów własnych:

0

...

0

0

0

...

...

0

0

0

...

1

0

0

1

0

1

...

3

2

1

3

2

1

n

n

y

y

y

y

p

p

p

p

background image

0

...

0

0

0

...

...

0

0

0

0

...

1

0

0

1

0

1

...

...

)

(

...

)

...

...

(

)

(

3

2

1

3

2

1

1

2

1

1

1

1

2

1

1

1

2

1

1

1

1

2

1

1

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

y

y

y

y

p

p

p

p

y

M

M

M

I

A

M

M

M

y

I

M

M

AM

M

M

M

y

I

P



0

..........

..........

..........

..........

..........

0

0

...

)

(

1

2

1

2

2

1

1

n

n

n

n

y

y

y

y

y

p

y

p

y

p

1

...

..........

1

2

1

1

1

n

n

n

n

y

y

y

y

Przykład:

1

2

3

4

2

1

2

3

3

2

1

2

4

3

2

1

A

,



0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

333

.

3

333

.

5

1

167

.

0

P

2. Wyznaczanie dominującej wartości własnej.


Lemat ( Perrona) Jeśli macierz A ma wszystkie wyrazy RZECZYWISTE DODATNIE, to istnieje
rzeczywista dominująca wartośd własna.

Ustawmy moduły wartości własnych takiej macierzy w porządku niemalejącym:

(1)

|

||

...

|

|

|

|

|

3

2

1

n

Podamy przybliżony sposób wyznaczania dominującej wartości własnej

Niech y będzie dowolnym wektorem z R

n

a

n

k

j

j

c

1

)

(

x

y

jego rozkładem w bazie wektorów własnych. Stąd

n

k

j

m

j

j

n

k

j

m

j

m

n

k

j

j

j

n

k

j

j

n

k

j

j

j

n

k

j

j

c

A

c

A

c

A

c

A

c

A

c

A

1

)

(

1

)

(

1

)

(

2

1

)

(

2

2

1

)

(

1

)

(

....

x

x

y

x

x

y

x

x

y

background image

Weźmy inna bazę e

1

, e

2

, …, e

n

w R

n

i niech

)

(

)

(

2

)

(

1

)

(

...

m

n

m

m

m

m

y

y

y

A

y

y

gdzie

)

(

)

(

2

)

(

1

,...,

,

m

n

m

m

y

y

y

są współrzędnymi wektora

)

(m

y

w tej nowej bazie. Rozłóżmy także

każdy z wektorów własnych w tej nowej bazie:

i

ij

n

i

m

x e

x

1

)

(

Wtedy

)

(

1

1

1

1

1

1

)

(

m

i

i

n

i

n

k

m

j

ij

j

i

n

i

i

ij

n

i

n

k

m

j

j

n

k

j

m

j

j

m

y

x

c

x

c

c

A

e

e

e

x

y

Stąd

n

j

m

j

ij

j

m

i

x

c

y

1

)

(

. Podobnie

n

j

m

j

ij

j

m

i

x

c

y

1

1

)

1

(

. Ostatecznie:

m

n

i

in

n

m

i

i

m

n

i

in

n

m

i

i

m

n

in

n

m

i

m

i

m

n

in

n

m

i

m

i

n

j

m

j

ij

j

n

j

m

j

ij

j

m

i

m

i

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

y

y

















1

1

1

1

2

1

1

2

2

1

1

1

1

1

1

2

1

1

2

2

1

2

2

2

1

1

1

1

1

2

2

2

1

1

1

1

1

1

1

)

(

)

1

(

...

1

...

1

...

...

Przejście graniczne



m

prowadzi do:

1

)

(

)

1

(

lim



m

i

m

i

m

y

y


(2)

|

||

...

|

|

|

|

...

|

|

|

|

1

2

1

n

s

s

To samo rozumowanie prowadzi do:

m

n

i

in

n

m

s

s

i

s

is

s

i

m

n

i

in

n

m

s

s

i

s

is

s

i

m

n

in

n

m

i

m

i

m

n

in

n

m

i

m

i

n

j

m

j

ij

j

n

j

m

j

ij

j

m

i

m

i

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

y

y

















1

1

1

1

1

1

,

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

,

1

1

1

1

2

2

2

1

1

1

1

1

2

2

2

1

1

1

1

1

1

1

)

(

)

1

(

...

....

...

....

...

...

background image

Przejście graniczne a dla



m

mamy znów:

1

)

(

)

1

(

1

lim

)

(

)

(

lim





m

i

m

i

m

i

m

i

m

m

y

y

A

A

y

y


3. Przybliżony sposób wyznaczania „drugiej” wartości własnej

Zmodyfikujmy powyższe rozumowanie:

)

(

1

)

2

(

1

2

2

)

1

(

1

1

1

1

)

(

1

1

...

n

m

n

n

m

m

n

k

j

m

j

j

m

c

c

c

c

A

x

x

x

x

y

)

(

)

2

(

2

2

)

1

(

1

1

1

)

(

...

n

m

n

n

m

m

n

k

j

m

j

j

m

c

c

c

c

A

x

x

x

x

y

)

(

1

)

2

(

1

3

3

3

)

2

(

1

2

2

2

1

1

)

(

...

)

(

)

(

n

n

m

n

n

m

m

m

m

c

c

c

A

A

x

x

x

y

y

Oznaczenie:

y

y

y

m

m

i

m

A

A

A

1

)

(

)

(

...

)

(

)

(

)

(

...

)

(

)

(

)

(

...

)

(

)

(

)

(

...

)

(

)

(

)

(

)

(

1

2

1

3

2

3

3

3

1

2

2

2

1

1

2

1

3

1

2

3

3

3

1

2

2

2

2

1

1

3

3

3

3

1

2

2

2

2

1

1

1

3

1

3

3

3

1

2

1

2

2

2

1

















n

m

n

in

n

m

i

i

n

m

n

in

n

m

i

i

n

m

n

in

n

m

i

m

i

n

m

n

in

n

m

i

m

i

i

m

i

m

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

x

c

A

A

y

y

Przejście graniczne



m

prowadzi do:

2

1

)

(

)

(

lim



i

m

i

m

m

A

A

y

y


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
(Doswiadczalne wyznaczenie wykl Nieznany (2)
NUMERYCZNE MODELOWANIE PROCESU Nieznany
Numeryka id 325239 Nieznany
macierze i wyznaczniki, wyklad Nieznany
Obliczenia numeryczne id 327675 Nieznany
Metodyka wyznaczania niezawodno Nieznany
1 5Przyklady wyznaczanie reakcj Nieznany
Cwiczenie2 Wyznaczanie wspolczy Nieznany
Doswiadczalne wyznaczenia mom Nieznany
numeryczne id 325226 Nieznany
OI06 Wyznaczanie przyspieszenia Nieznany
III04 Wyznaczanie logarytmiczne Nieznany
MACIERZE I WYZNACZNIKI z przykl Nieznany
iloczyn skalarny, macierze, wyznaczniki, wektory
OI19 Wyznaczanie charakterystyk Nieznany
1 Podstawy rachunku wektorowego Nieznany (2)
Wyznaczanie natężenia nieznanego źródła światła za pomocą fotometru, Technologia chemiczna, semestr
(Doswiadczalne wyznaczenie wykl Nieznany (2)

więcej podobnych podstron