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矩阵解析函数由有理函数逼近的估计

数值分析 2021-08-05 v1 数值分析 谱理论

摘要

AA 为复方阵;z1z_1, ..., zNCz_{N}\in\mathbb C 为任意(可重复的)插值点;ff 为定义在矩阵 AA 的谱 σ(A)\sigma(A) 与点 z1z_1, ..., zNz_{N} 之并的凸包邻域上的解析函数;有理函数 r=uvr=\frac uv(分子 uu 的次数小于 NN)在这些点(按其重数计)处插值 ff。在这些假设下,提出了如下类型的估计 f(A)r(A)maxt[0,1];μconvex hull{z1,z2,,zN}Ω(A)[v(A)]1(vf)(N)((1t)μ1+tA)N!, \bigl\Vert f(A)-r(A)\bigr\Vert\le \max_{t\in[0,1];\mu\in\text{convex hull}\{z_1,z_{2},\dots,z_{N}\}}\biggl\Vert\Omega(A)[v(A)]^{-1} \frac{\bigl(vf\bigr)^{{(N)}} \bigl((1-t)\mu\mathbf1+tA\bigr)}{N!}\biggr\Vert, 其中 Ω(z)=k=1N(zzk)\Omega(z)=\prod_{k=1}^N(z-z_k)。作为说明此类估计精度的例子,考虑了使用降阶 Arnoldi 方法获得的动态系统脉冲响应的逼近,并将逼近的实际精度与基于本文的估计进行了比较。

关键词

引用

@article{arxiv.2108.02036,
  title  = {An estimate of approximation of an analytic function of a matrix by a rational function},
  author = {M. Ferus and V. G. Kurbatov and I. V. Kurbatova},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2108.02036},
  year   = {2021}
}

备注

21 pages, 1 figure