CURS 4 METODE NUMERICE PENTRU PROBLEMA DE VALORI PROPRII. Partea I

Σχετικά έγγραφα
ELEMENTE DE CALCUL NUMERIC MATRICEAL

ELEMENTE DE CALCUL NUMERIC MATRICEAL

PROBLEME (toate problemele se pot rezolva cu ajutorul teoriei din sinteze)

Cursul 7. Spaţii euclidiene. Produs scalar. Procedeul de ortogonalizare Gram-Schmidt. Baze ortonormate

CAPITOLUL 2. Definiţia Se numeşte diviziune a intervalului [a, b] orice submulţime x [a, b] astfel încât

CAPITOLUL 2 SERII FOURIER. discontinuitate de prima speţă al funcţiei f dacă limitele laterale f ( x 0 există şi sunt finite.

METODE NUMERICE APLICAŢII

3.6 Valori şi vectori proprii. Fie V un K-spaţiu vectorial n-dimensional şi A L K (V) un operator liniar.

6. VARIABILE ALEATOARE

Sunt variabile aleatoare care iau o infinitate numărabilă de valori. Diagrama unei variabile aleatoare discrete are forma... f. ,... pn.

4. Interpolarea funcţiilor

Curs 4. Metode Numerice de Rezolvare a Sistemelor de Ecuaţii Liniare

METODE ȘI PROGRAME DE CALCUL NUMERIC

T R A I A N. Numere complexe în formă algebrică z a. Fie z, z a bi, Se numeşte partea reală a numărului complex z :

Curs 3. Spaţii vectoriale

Seminar 3. Serii. Probleme rezolvate. 1 n . 7. Problema 3.2. Să se studieze natura seriei n 1. Soluţie 3.1. Avem inegalitatea. u n = 1 n 7. = v n.

Tema: şiruri de funcţii

2. Functii de mai multe variabile reale

INTEGRAREA ȘI DERIVAREA NUMERCĂ A FUNCȚIILOR REALE

Cu ajutorul noţiunii de corp se defineşte noţiunea de spaţiu vectorial (spaţiu liniar): Fie V o mulţime nevidă ( Ø) şi K,,

2. Metoda celor mai mici pătrate

1. ŞIRURI ŞI SERII DE NUMERE REALE

IV.1.6. Sisteme de ecuaţii liniare

def def punctul ( x, y )0R 2 de coordonate x = b a

CUPRINS. CAPITOLUL 1: Module şi spaţii vectoriale

CURS 3 METODE NUMERICE PENTRU SISTEME DE ECUAŢII LINIARE

Cuprins. Prefaţă Metoda eliminării complete (Gauss Jordan) Spaţii vectoriale Noţiunea de spaţiu vectorial...

METODE DE APROXIMARE NUMERICĂ A FUNCŢIILOR

BARAJ DE JUNIORI,,Euclid Cipru, 28 mai 2012 (barajul 3)

STUDIUL DEZINTEGRĂRILOR RADIOACTIVE. VERIFICAREA DISTRIBUȚIEI POISSON

ANEXA., unde a ij K, i = 1, m, j = 1, n,

CAPITOLUL 5 E E} 5.1. ARIA UNEI MULŢIMI PLANE. D I D = pentru i j. Se ştie că aria unui dreptunghi este egală cu produsul

2. Sisteme de ecuaţii neliniare

I. REGRESIA Clasificări. Metode corelationale Regresia si Corelatia. Stud. Master - AMP

9. CIRCUITE ELECTRICE IN REGIM NESINUSOIDAL

Integrale cu parametru

4. Integrale improprii cu parametru real

ELEMENTE DE TEORIA PROBABILITĂŢILOR

mărimea de stare (prin conditiile iniţiale x(τ) numita stabilitate internă sistem liniar este stabi mărime de intrare u(t),

ECUATII NELINIARE PE R n. (2) sistemul (1) poate fi scris si sub forma ecuatiei vectoriale: ) D

Cursul 10 T. rezultă V(x) < 0.

Seminariile 1 2 Capitolul I. Integrale improprii

REZOLVAREA NUMERICĂ A ECUAŢIILOR DIFERENŢIALE

Analiza matematică, clasa a XI-a probleme rezolvate Rolul derivatei întâi

cele mai ok referate

Sisteme cu partajare - continut. M / M /1 PS ( numar de utilizatori, 1 server, numar de pozitii pentru utilizatori)

4. Serii de numere reale

EcuaŃii de gradul al doilea ax 2 + bx + c = 0, a,b,c R, a 0 1. Formule de rezolvare: > 0 b x =, x =, = b 2 4ac; sau

MULTIMEA NUMERELOR REALE

4.7. Stabilitatea sistemelor liniare cu o intrare şi o ieşire

ELEMENTE DE ALGEBRĂ SUPERIOARĂ CU APLICAłII ÎN ECONOMIE. SpaŃii vectoriale. Organizarea spańiilor economice ca spańii vectoriale

DRUMURI, ARCE ŞI LUNGIMILE LOR

Cap. IV Serii Fourier. 4.1 Serii trigonometrice. (1) Numărul T se numeşte perioadă pentru funcţia f ( x )., x D, x ± T D

IV.3. Factorul de condiţionare al unei matrice

CAPITOLUL 1. În acest paragraf vom reaminti noţiunea de primitivă, proprietăţile primitivelor şi metodele generale de calcul ale acestora.

6. INTEGRALA SIMPLĂ. INTEGRALA SIMPLĂ CU PARAMETRU

INTRODUCERE. Capitolele îndrumătorului corespund materiei predate şi abordate la seminar pentru Statică, prima diviziune a disciplinei Mecanică.

CURS 2 METODE NUMERICE PENTRU SISTEME DE ECUAŢII NELINIARE

CURS 2 METODE NUMERICE PENTRU SISTEME DE ECUAȚII NELINIARE. 0 Norma unui vector şi norma unei matrici. n n cu elemente scalare (reale, complexe).

CAPITOLUL I. PRELIMINARII Elemente de teoria mulţimilor

λ C valoare proprie a matricei A dacă x, x 0

COMBINATORICĂ. Mulţimile ordonate care se formează cu n elemente din n elemente date se numesc permutări. Pn Proprietăţi

Numere complexe. a numerelor complexe z b b arg z.

SEMINARUL 3. Cap. II Serii de numere reale. asociat seriei. (3n 5)(3n 2) + 1. (3n 2)(3n+1) (3n 2) (3n + 1) = a

REZUMAT CURS 3. i=1. Teorema 2.2. Daca f este (R)-integrabila pe [a, b] atunci f este marginita

Evaluare : 1. Continuitatea funcţiilor definite pe diferite spaţii metrice. 2. Răspunsuri la problemele finale.

Sisteme cu asteptare - continut. Modelul simplu de trafic

Asupra unei metode pentru calculul unor integrale definite din functii trigonometrice

Lucrarea Nr. 6 Reacţia negativă paralel-paralel

METODE NUMERICE IN INGINERIA ELECTRICA

ANALIZA GRAFICA A REZULTATELOR DETERMINAREA FUNCTIEI DE REGRESIE OPTIME

6 n=1. cos 2n. 6 n=1. n=1. este CONV (fiind seria armonică pentru α = 6 > 1), rezultă

INTRODUCERE. 1. Erori în procesul de masura

Procese stocastice (2) Fie un proces stocastic de parametru continuu si avand spatiul starilor discret. =

SUBGRUPURI CLASICE. 1. SUBGRUPURI recapitulare

Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare

OperaŃii cu numere naturale

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

9. Polinoamele Taylor asociate unor funcţii (I. Boroica) 9.1. Formulele lui Taylor şi polinoamele Taylor asociate funcţiilor elementare

TEMA 9: FUNCȚII DE MAI MULTE VARIABILE. Obiective:

sin d = 8 2π 2 = 32 π

Pentru această problemă se consideră funcţia Lagrange asociată:

a) (3p) Sa se calculeze XY A. b) (4p) Sa se calculeze determinantul si rangul matricei A. c) (3p) Sa se calculeze A.

Integrale generalizate (improprii)

Olimpiada Naţională de Matematică Etapa locală Clasa a IX-a M 1

CUPRINS 1. Optimalitate Metode analitice

Polinoame.. Prescurtat putem scrie. sunt coeficienţii polinomului cu a. este mulţimea polinoamelor cu coeficienţi complecşi.

CURS III, IV. Capitolul II: Serii de numere reale. a n sau cu a n. Deci lungimea segmentului este suma lungimilor sub-segmentelor obţinute, adică

4. Metoda Keller Box Preliminarii

Sondajul statistic- II

Analiza bivariata a datelor

CULEGERE DE PROBLEME DE MATEMATICA PENTRU ADMITEREA LA UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN TIMISOARA

Sub formă matriceală sistemul de restricţii poate fi scris ca:

COLEGIUL NAȚIONAL MIHAI VITEAZUL SF. GHEORGHE, COVASNA SĂ ȘTII MAI MULTE, SĂ FII MAI BUN LA MATEMATICĂ

Liceul de Informatică Spiru-Haret Suceava. Elev : Alexevici Cătălin. Profesor coordonator: Oanea Călin. referat.clopotel.ro 1

TESTE GRILĂ DE MATEMATICĂ. pentru examenul de bacalaureat şi admiterea în învăţământul superior UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN TIMISOARA

UNIVERSITATEA AL.I.CUZA IAŞI FACULTATEA de INFORMATICĂ CALCUL NUMERIC. Anca Ignat

lim lim lim lim (criteriul cu şiruri); lim lim = lim ; Limite de funcńii NotaŃii: f :D R, D R, α - punct de acumulare a lui D;

CAPITOLUL II. 1. Corpul numerelor complexe. Construcţia şi reprezentarea numerelor complexe.

PENTRU CERCURILE DE ELEVI

Transcript:

CURS 4 MEODE NUMERICE PENRU PROBLEM DE VLORI PROPRII ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Prte I. Defț, propretăț.. Metod puter ş vrte le ceste. Metod terțlor smulte. 3. Metod Jcob. Vlor ş vector propr. Vlor ş vector propr. Polom crcterstc. Subspţu propru. Fe dtă mtrce Defţe, relă su complexă. Dcă vectorul x 0 ş sclrul λ stsfc relţ x λx, () tuc: λ se umeşte vlore propre, r x vectorul propru soct lu λ Dcă x ş y sut socţ cu λ, tuc ş α x + βy, α, β sclr, este soct lu λ. Dcă P este o mtrce P P esgulră, mtrce se zce smlră cu. P se zce mtrce de trsformre. Propozţe - Mtrcle smlre u celeş vlor propr. - Dcă x sut vector propr lu, vector propr x lu se găsesc d relţ x Px (Îtr-devăr: dcă x P x, rezultă x λ x.) x λx, rezultă P x P λ x, su P P( P x) λ ( P x) ; cu.ch. Noembre 008

M multe metode umerce trsformă mtrce îtr-o mtrce smlră, de o formă m smplă, determâd vlorle propr ş vector propr mtrc ; po, se determă vector propr lu, cu relţ de m sus. Polomul crcterstc Relţ () este ecuţ d cre se găsesc λ ş x. cest se m scre ( λ I) x 0 () ude I este mtrce utte. Explct, λ M λ K M K M K x 0 x 0 M M M λ x 0 Codţ c () să bă soluţ etrvle x, este det( λ I) 0. Explct, (') p( λ) λ M λ M K K M K M λ 0 (3) p(λ) se zce polomul crcterstc l mtrc, ş p(λ) 0 ecuţ crcterstcă. Fe determtul desvoltt: p ( K λ + c (3') λ) ( ) λ + cλ + + c D (3, 3') ş relţle ître coefceţ ş rădăc, rezultă următorele propretăţ le coefceţlor ş vlorlor propr: ) vem p ( 0) c, ş d determt p det(); urmeză c det() Pe de ltă prte, λ λ Kλ c, ş stfel λλk λ det( ). ) Coefcetul lu λ se găseşte d termeul ( ) λ ) K ( λ) ( λ) + ( )( λ +K. stfel, rezultă:.ch. Noembre 008

3 ( ; + λ + + λ c ) 3) Î geerl: λ K. ( r( ) se zce urm mtrc.) c ( ) Sum morlor prcpl de ordul mtrc. Observţ ) Ordore vlorlor propr: Vlorle propr se ordoeză î şrul λ, λ, K, λ. Î cest şr, o rădăcă multplă de ordul r, se repetă de r or. Uzul, vlorle propr se dexeză î orde descrescătore modululu, dcă λ λ K λ. Vlore propre λ se zce domtă. Mulţme vlorlor propr { λ,, } se zce spectrul mtrc. ) Vector propr socţ ue vlor propr: După determre vlorlor propr, vector propr socţ cu λ se găsesc puâd λ λ î ('), ş rezolvâd sstemul lr ş omoge ('). - Dcă este relă: Î geerl, λ pote f complex, ş tuc vectorul propru x soct cu λ este complex. Dcă ş λ sut rel, tuc vectorul propru x este rel. - Dcă este complexă: Î geerl, vlorle propr ş vector propr sut mărm complexe. Î prtculr, uele dtre ceste pot f ş rele Subspţu propru ş dmesue cestu Sstemul (') este omoge, stfel că dcă x, y sut soluţ, tuc α x + βy sut soluţ. dcă, lu λ î este soct u subspţu lr S de soluţ x. Se rtă că: Dmesue subspţulu S este m mcă decât su eglă cu ordul de multplctte rădăc λ.ch. Noembre 008

4 Dcă r este ordul de multplctte rădăc λ ş p r. dcă, î S exstă cel mult r vector lr depedeţ. Dcă p < r defectvă..ch. Noembre 008 p dmesue lu S, vem, vlore λ se zce defectvă; î cest cz, ş mtrce se zce ( r se m zce multplctte lgebrcă, r 3) Determre efectvă sstemulu propru: Petru clculţ prctcă ( > 3), u se recomdă: p multplctte geometrcă.) - Clculul drect l vlorlor propr, pr rezolvre ecuţe crcterstce (3'). cest, dtortă fptulu că problem clcululu rădăclor uu polom este forte sesblă l mc perturbţ î coefceţ (ceste perturbţ pr d erorle de rotujre). - Clculul drect l vectorlor propr, d sstemul ('). Metode umerce petru găsre vlorlor propr λ, ş vectorlor propr socţ () x, sut prezette î coture. Exemplu- Fe mtrce: 3 3 4 3 4 5 Polomul crcterstc este: 3 3 4 0 3 4 5 Su cf. (3 ) + + + 0, ude:

5 det +3 0 +3+5 9 3 + 3 3 5 + 3 4 4 5 4 6 +9 +6 0 De ude: 0 9 60; ± Ordoâd (descrescător, după module): 9.6347538 0.63475383 0 Vector propr 3 0 3 4 0, 3 4 5 0 î cre se îlocuește. 0.63475383; 9.6347538,,,3 se determă d sstemul omoge De exemplu, vectorul propru r. se găsește d sstemul: 8.6347538 3 0 6.6347538 4 0 3 4 4.6347538 0 U dtre coordote rămâe rbtrră: să legem de ex.,, rezultă +3 8.6347538 4 4.6347538 3 Rezultă (rezolvîd î smplă precze):.ch. Noembre 008

6.0.45934.905869 Orce vector ude α rel, fce fucțe de vector propru r.. log, se determă vector propr r. ș 3.. Mtrc hermtee ş utre Operţ plctă uu vector su ue mtrc oteză trspus-cojugt. stfel: - Dcă x este u vector, - Dcă, este o mtrce, x x. Explct: ], [ j ], vem: j j. [ j Î expresle terore, br oteză cojugt: x x ] ; ]. Petru u vector rel, su o mtrce relă, operţ reve l trspuere:. [ [ j x x ;. Î prtculr, petru u sclr, operţ reve l cojugre: s s. Mtrc hermtee: Mtrce se zce hermtă, dcă Exemplu de mtrce hermtă: + 7 7 5 0 + 3 0 3 Remrcţ că elemetele dgole sut rele, r elemetele smetrce sut cojugte O mtrce relă este hermtă, dcă este smetrcă ( ). O mtrce hermtă se zce poztv deftă, dcă x 0 x x > 0 ( x x este rel) Î prtculr, o mtrce relă ş smetrcă este poztv deftă, dcă: x 0 x x > 0..ch. Noembre 008

7 Mtrc utre: Mtrce U se zce utră, dcă echvlet, U U O mtrce relă este utră dcă U U U U I, ude I este mtrce utte; I, su U U Vlorle propr le ue mtrc utre u modulul egl cu.. Exemplu de mtrce utră (relă): Mtrce de rotțe xelor î pl este utră: Îtr-devăr, vem, ș se verfcă medt că 0 0. Propretăţ le mtrclor hermtee (î prtculr, rele ş smetrce): P. Dcă este hermtă, ş re vlorle propr { λ } dstcte su u, tuc: () Exstă o mtrce utră U, stfel că U U este dgolă: U U dg λ, K, λ ). ( (se zce că U dgolzeză pe.) (b) Exstă vector propr lr depedeţ cre formeză o bză ortoormtă î C (ceşt sut coloele lu U); (c) Vlorle propr sut rele Î prtculr, petru relă ş smetrcă: (-) Exstă U utră ş relă, stfel că U U dg λ, K, λ ). ( (b-) Exstă vector propr lr depedeţ; ceşt formeză o bză ortoormtă î R (coloele lu U);.ch. Noembre 008

8 (c-) Vlorle propr sut rele, ş vector propr sut rel vem ş proprette: P'. Dcă este hermtă (relă ş smetrcă) ş poztv deftă, tuc vlorle propr le lu sut rele ş poztve.3 Produs sclr ş propretăţ de ortogoltte.3. Spţu vectorl rel V Fe x u vector d V, ş x mtrce coloă coordotelor sle îtr-o bză lu V ( x R,, ). Dcă mtrce relă, este smetrcă ş poztv deftă, se defeşte produsul sclr î rport cu mtrce, pr: < x, y > x y y Î prtculr, petru < x, y > x y y vem: x I, cest deve produsul sclr stdrd: x < y, x > < x, y > ; < y, x > < x, y >. Vector x ş y se zc ortogol (reltv l produsul sclr), dcă x, y > 0, su < x, y > 0 stfel: - Vector x ş y sut ortogol reltv l mtrce, dcă x y 0, su y x 0. - Vector sut ortogol, dcă x y 0, su y x 0. <.ch. Noembre 008

9.3. Spţu vectorl complex V Fe x u vector d V, ş x mtrce coloă coordotelor îtr-o bză lu V ( x C,, ). Dcă este o mtrce hermtă ş poztv deftă, se defeşte produsul sclr î rport cu mtrce, pr: < x, y > x y y x. (Ultm egltte rezultă d cee că sclrul său). Produsul sclr deft de I este: s < x, y > este egl cu trspusul < x, y > x y y x vem: < y, x > < x, y >, ş < y, x > < x, y >. Ortogoltte do vector se defeşte c îte, pr codţ x, y > 0, su < x, y > 0 Observţe: Dcă vem x, y > 0, vem ş y, x > 0 < < stfel: - Vector x, y sut ortogol î rport cu, dcă: x y 0, su y x 0. - Vector x, y sut ortogol,dcă: x y 0, su y x 0. < P. Dcă este hermtă, tuc: - Vector propr socţ l două vlor propr dstcte sut ortogol: dcă λ λ, tuc x x 0 ş x x 0. - vem ş: x x 0, x x 0..ch. Noembre 008

0 (Dcă hermtă este ş poztv deftă, vector x, x sut ortogol reltv l mtrce.) Dcă este relă ş smetrcă: - Vector propr socţ l două vlor propr dstcte sut ortogol: x x 0, x x 0. - vem ş: x x 0, x x 0. (Dcă relă ş smetrcă, este ş poztv deftă, vector x, x sut ortogol reltv l mtrce ).4 Câtul Rylegh Fe o mtrce complexă (su relă). Fe v C u vector rbtrr, ş defm ρ ( v) v v v v ρ (v) se umeşte câtul Rylegh. Proprette-: Dcă x este vector propru soct cu λ, tuc ρ (x) λ stfel, câtul Rylegh pote f utlzt petru găs o proxmre vlor propr λ, dcă se cuoşte o proxmre v vectorulu propru x: v x λ ρ(v). Proprette-: Dcă mtrce este hermtă, câtul Rylegh este mărgt de vlorle propr extreme Vlorle propr sut rele; fe ceste λ λ K λ, tuc, vem: λ ρ( v) λ, petru orce v C..ch. Noembre 008

Metod puter. Metod puter Metod puter determă vlore propre domtă ş vectorul propru soct, le ue mtrc, rele su complexe. plctă l vers metod determă vlore propre ce m mcă (î modul), ş vectorul propru soct cu cest. cest, coform propretăţ: Mtrce vector propr. Îtr-devăr: d re c vlor propr versele vlorlor propr le lu ş ceş x λx, îmulţd l stâg cu, rezultă x x x x. Explct: :{ λ, K, λ} ; :{ µ, K, µ }. vem: λ λ, K, λ. µ µ Ipotezele metode puter: - Exstă u set de vector propr lr depedeţ. - Exstă o sgură vlore propre domtă λ : Metod: Fe λ > λ K λ. (Remrcț că prm egltte este strctă!) λ, su w u vector ţl, les rbtrr cu sgur codţe c să bă o compoetă î drecţ lu letor. (Î fpt, () x. Petru împl cestă cerţă, uele codur geereză u vector w este o proxmţe vectorulu propru () x ; dcă o stfel de proxmţe este cuoscută, tuc cest ccelereză terţ de m jos). Desvoltăm w î bz vectorlor propr: w x + x + K + x () ( 0) () () ( ) Presupuem că 0 (codţ de m sus), ş formăm şrul de vector w ( + ) w + w, 0.ch. Noembre 008

vem: w () w λx () Î geerl, w w λ x λ + λ () x + λ () x () + K + λ x λ + K + x λ ( ) ( ) () λ () λ ( ) ( λ ) x + x + K + x (b) λ λ Cum λ > λ petru, urmeză că rportele. stfel, petru crescător, vector drecţ vectorulu propru w ( ) x () λ. ( / λ ) λ td l 0 petru ( ) w se lză d ce î ce m mult l () x. Î cosecţă, petru u sufcet de mre, vem Să cosderăm de semee relţ w ( + ) + () ( λ ) x. Luâd orce coordotă o-zero lu w +, w, să zcem ce de- m- coordotă, obţem λ w + m wm Dezvtjul formule precedete este că, coordotele eule le lu ( ) w dev fe forte mc ( λ < ), fe forte mr ( λ > ), odtă cu creştere lu. cest se evtă pr ormlzre (su sclre) lu orm- ş orm-. stfel, lgortmul metode este: w Vector ţl w z, petru 0 Normlzre w w z ( + ), petru 0 Iterţe ( ) w, l fecre ps. Normele utlzte sut este de oprre terţe. est de colrtte do vector succesv..ch. Noembre 008

3 Vector ( ) z ş ( +) ( + ) z sut colr, dcă rportele z / z, z 0 ρ sut ( + ) egle (coordotele eule sut proporţole), su z z 0. Î clculţ prctcă, puem codţ 0 ( ρ ( ) ρ( ) OL, dcă z ) OL ; su, să vem > smult, ( z ) OL ş ( z + ) OL. OL este o tolerţă specfctă; 0 este dcele ue coordote fxte: este covebl să luăm 0 mx dcele coordote de modul mxm d ( +) z. Se troduc tuc, fctor de colrtte pr vectorul col ( : ), deft stfel: z col( ) z ( + ) ( + ) ( mx) / z ( ) / z ( )) ( mx)) K dcă K ltfel z ( + ) ( ) OL ş z ( ) OL, estul este: col col( mx) OL ( + ) ( + ) z z mx cest îsemă să vem 0 z z Observţe est petru orm- (eucldă): mx (petru z 0 ). Dcă, petru ormlzre lu ( ) w, se utlzeză orm-, vector orm- eglă cu, ş testul de colrtte pote lu form ( + ) z z OL. ( ) z u O problemă speclă pre petru relă, dcă vlore propre domtă este () relă ş egtvă, λ < 0, ş ume: d w z ( λ ) [ x + r ] ş z w / w, rezultă că vectorul ( psul +. (Vlore propre, dtă de λ ( ) z schmbă de sem de l psul l + ) w + m / z m, u este fecttă.). ( +) z dz ( ) z z ( + ) λ < 0.ch. Noembre 008

4 estul de colrtte trebue să ţă cot de cest. stfel, defm, ( + ) s sg(., λ ), dz z s z ( + ) estul corect este dz OL.. est supr lu λ: Iterţ se opreşte pr codţ λ ( + ) λ OL ude OL este o tolerţă. 3. est de stsfcere relţe de defţe: z λ z Prctc, OL ( ) z z, z w ( + ), ş λ ( +) λ. Defd df ( + ) ( + ) w λ z, se pue testul df OL Observţ: - Î cod, dcă vlorle terore () sut stocte î z0 ş lmbd0, r vlorle curete (+) î z ş lmbd, defţ lu df deve df z lmbd z0, luâd z îte de ormlzre. - Vectorul r z λz se zce vectorul rezdul. stfel, testul se m scre r OL..ch. Noembre 008

5 Note - estul propru petru metodă este estul, îtrucât, î eseţă, metod determă vectorul propru r., ş po determă λ d cest. Cu estul, se obţ vector propr m precş decât cu estul (l ceeş tolerţă). - estul 3 u este specfc metode puter, c pote f plct orcăre metode tertve petru vlor ş vector propr. Codurle d Lpc (B et l.(000)), utlzeză estul 3, cu OL ε M λ, ude ε M este ε-mşă. (Î metodele d N: estul 3 v f utlzt um l verfcre sstemulu propru. Fce excepţe metod puter, ude petru studu, se pote lege uul d estele -3; legere se fce prtr-u cod.) Covergeţ: ( ) Covergeţ λ λ este lră, r rt covergeţe este proxmtv λ /. λ (cest rezultt re loc î potez metode λ >, cu potez suplmetră: petru λ, cttăţle λ, 3, sut egljble î rport cu ( / λ ) ( / λ ) λ.). Metod puter verse cu trslţe (shft) Fe mtrce, cu vlorle propr λ, j j,. Metod găseşte vlore propre λ lu, ce m proptă de u umăr dt s; dcă, λ s mm. Se cosderă mtrce B si ş presupuem că B este esgulră. Se verfcă medt că vlorle propr le lu B sut µ λ s. Cttte s zce deplsre su trslţe (shft). j j Fe µ λ s, vlore propre de modul mm lu B, dcă: 0 µ j < µ < ε <, petru j..ch. Noembre 008

6 tuc, metod puter plctă lu cest ν / µ ( ν este vlore domtă petru λ ν + s. B produce vlore propre de modul mxm, fe B ). vem µ / ν, ş Prcpl plcţe metode este de găs vectorul propru, dcă este cuoscută o proxmţe buă vlor propr, să zcem λˆ. (cest pote f furztă de o metodă î cre se determă um vlorle propr u ş vector propr.) Se plcă metod puter verse, cu deplsre de λ, mtrce vectorulu propru s. Chr dcă λˆ λˆ este proptă B λˆ I este îcă esgulră, ş se obţe o buă proxmţe () x. Metod terţe verse cu deplsre, este u dtre cele m precse metode petru clculul vectorlor propr. lgortmul prctc, este următorul: Iterţ d metod puter, plctă l mtrce w B z. ( + ) Î loc de vers B, clculăm Bw z ( + ), B, este ( +) w d sstemul lr pr descompuere LU. Fctorzre se fce o sgură dtă, ş sstemul se rezolvă succesv cu membr drepţ ( ) z, 0..3 Metod terţlor smulte mtrce hermtă. cest este o extdere metode puter petru o mtrce hermtă (î prtculr, relă ş smetrcă). O stfel de mtrce, re vlor propr rele..ch. Noembre 008

7 Presupuem, m mult, că vlorle propr sut de module dstcte: λ > λ > K > λ. Î loc de u vector de strt w, se utlzeză o mtrce de strt, le căre coloe ( 0) (0,) (0,) (0, m) sut vector de strt: W [ w w K w ]. Dcă mtrce este, W este m, ude m. Vector de strt w trebue să fe lr depedeţ. Metod de bză rămâe îmulţre l stâg lu ( + ) W cu mtrce, dcă, W W, 0 ( 0, j). Îte de fecre etpă terţe, mtrce curetă W este ortogolztă pr procedeul Grm-Schmdt, stfel îcât coloele e utră). stfel, vector dmesol l lu ( j) w dev vector ortoormţ (ortogol, ş vâd orm eucldă ( j) w formeză o bză ortoormtă sub-spţulu m- R, sub-îts de vector ţl w ( 0, j). Î cursul terţe, cestă bză se lză d ce î ce m mult l bz vectorlor propr lu, drecţ ( j) w drecţ ( j) x, j. Vlorle propr se evlueză pr câtul Rylegh. Iterţ se îchee câd se tge o tolerţă coveblă, prvtor l drecţle două ( j) bze succesve { w }. Dcă mtrce de strt m vector propr. Petru m, dcă W re m < coloe, se obţ prm W este, se găsesc toţ vector propr. lgortmul: Se cere u umăr e de vector propr.. Se defeşte mtrce W ş W sut mtrc e. W : dcă o proxmre ţlă vectorlor propr u este ( 0) () () ( e) cuoscută, se W [ e e K e ], dcă, prmele e coloe le mtrc utte I. Petru e,. Se plcă Grm-Schmdt l ortoormtă). Se trbue 3. Iţlzre cotor: ter 0 4. Iterţ: ter ter +; W este formtă d W I. W (cu excepţ czulu î cre cest este dej W W. trbure: W W (W mtrce curetă; W mtrce teroră.).ch. Noembre 008

8 5. Se clculeză W W. 6. Se clculeză λ, j e, pr câtul Rylegh: Fe ( j) w ş j, ( 0, j) w j- coloă lu W ş W, respectv; vem λ < w j (0, j), w ( j) > ( ) (0, j) ( j (0, j) (0, j) w w Psul 5; ş < w, w > Pş ş 4.) 7. Se plcă Grm-Schmdt l W, stfel că W deve ortoormtă. 8. Se verfcă tgere tolerţe OL: Pr testul de colrtte.3, : se defeşte col() petru fecre vector z W(:, je), ş test _ vl mx col col( mx). je, e (Îtrucât z sut ormlzţ, testul se pote pue ş sub form d, Observţe.) - Dcă test _ vl OL, eşre d terţe. - ltfel, GOO 4. Observţ - Se pote prescre u umăr lmtă de terţ lt: tuc, se dugă l Psul 8 u test ter lt. - Psul 6 se pote relz um o sgură dtă, după ce s- eşt d terţe. Observţ. Vlor propr de celş modul Îtrucât metod terţlor smulte este î eseţă metod puter, u se obţe covergeţă petru vector propr, dcă exstă vlor propr de modul egl.. Mtrc o-hermtee Dcă plcăm lgortmul de m sus ue mtrc o-hermtee, u vom obţe covergeţă petru vector propr, cu excepţ vectorulu propru corespuzâd.ch. Noembre 008

9 vlor domte λ (petru cre, metod reve l metod puter). cest se îtâmplă deorece potez eseţlă metode este că vector propr formeză o bză ortogolă ş procedeul Grm-Schmdt forţeză c, l fecre ps, vector să fe ortogol. w (, j) otuş, dcă vlorle propr sut de module dstcte, tuc vector propr sut lr depedeţ, ş se obţ proxmţ forte bue petru vlorle propr. ( j) Explcţ este că, procedeul Grm-Schmdt furzeză u set de vector { w } lr depedeţ (ortoormţ), r vlorle propr sut clculte cu câtul Rylegh cre dă proxmţ bue le vlorlor propr chr cu proxmţ grosere petru vector propr. Vlorle propr găste pot f utlzte ulteror, î metod puter verse cu trslţe, petru obţe vector propr petru vlorle λ,. 3 Metod Jcob mtrce relă smetrcă Metod: Metod Jcob este o metodă coveblă petru găs tote vlorle propr ş vector propr ue mtrc rele ş smetrce, de ord modert. Determre vectorlor propr este opţolă. Fe o mtrce relă ş smetrcă. Dcă N este o mtrce esgulră, tuc mtrce N N este smlră cu, ş re celeş vlor propr (br u oteză cum cojugt). Vector propr x lu, sut legţ de vector propr x lu, pr: x Nx. (Propozţ d.). Să presupuem cum, că N este utră, dcă N N Notţ că este de semee smetrcă. N N. Mtrce deve Dgolzre lu :.ch. Noembre 008

0 Să presupuem că N este lesă stfel îcât să devă dgolă: N N dg ( Petru mtrce, vem propretăţle: ) - Vlorle propr le lu sut elemetele dgole: λ - Vector propr lu sut coloele mtrc utte I: ( ) ( ) ( ) x e (ude j j Î cosecţă, rezultă petru : e δ ). - Vlorle propr le lu se găsesc pe dgol mtrc. - Vector propr lu sut coloele mtrc N. Exemplu: x () Ne () M K K K 0 M 0 M Dgolzre Jcob: Metod Jcob costă î trsformăr utre (su, ortogole) plcte succesv lu, pâă l obţere ue forme prope dgole. ume, dcă utre, mtrce se trsformă cum urmeză: N N N N N ( N N ) ( N ) N sut mtrc N N ( N N KN ) ( NNKN ) Dcă mtrce proxmtv zero, luăm ude N N N N K este prope dgolă, dcă, elemetele o-dgole sut N N.ch. Noembre 008

Fecre trsformre N se lege stfel c să elme o pereche de elemete odgole (să zcem pq ş qp l psul ). O stfel de mtrce re structur: N O O cosα sα ( p) O O sα cosα ( q) O...( p)...( q) Elemetele escrse sut zero (cu excepţ dgole prcple ude ceste sut uu). rsformărle N se plcă succesv, fecre dtre ele elmâd elemetul odgol pq, de modul mxm. Prcpl proprette ue stfel de trsformăr este că produsul q. Ughul α se lege stfel îcât pq 0 N N modfcă um elemetele lu d lle ş coloele p ş Nole elemete dgole, sut dte de formulele: r 4 pq + ( pp qq ) ; pp qq ( ( pp pp + + qq qq + r) r) pp qq sα + ; r pq cosα ; r sα.ch. Noembre 008

Observţ - rsformărle N se plcă succesv, fecre dtre ele elmâd elemetul o-dgol de mărme mxmă. - Elemetele reduse l zero îtr-o trsformre u rămâ zero l trsformre următore. Dr, se pote răt că fecre trsformre reduce sum de pătrte elemetelor o-dgole cu pq, dcă, j j j j pq. tfel, după u umt umăr de trsformăr, cestă sumă pote f făcută m mcă decât o tolerţă ε lesă dte. Petru lte detl, v. Cp. 5-II, Cosderţ de progrmre Stocjul mtrc: Se lucreză cu trughul superor l lu, stfel îcât, după dgolzre lu, elemetul (,) coţe λ, etc. rughul superor este stoct î vectorul ( (+)/), î orde coloelor, dcă: [ 3 3 33 K dres elemetulu (, j) este dtă de următore fucţe: Loc (, j) ( j ) * j / + Î prtculr, elemetul dgol (, ) re dres Loc (, ) ( + ) * /. După ce s- efectut o trsformre, mtrce curetă este stoctă î celş vector. Strteg de elmre cest este căutre completă, dcă: se cută î totă mtrce (cocret, î vectorul ), elemetul o-dgol de modul mxm. (Petru lte strteg, v. Numercl lyss, Cp. 5-II,.) Elemetele o-dgole se cosderă zero, dcă sut m mc (î modul) decât o tolerţă OL. ------------------------------------------------------------------------------------------------------ K ].ch. Noembre 008