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通过特征值扰动理论近似伪谱横轴

数值分析 2025-06-09 v1 数值分析

摘要

可靠且高效地在大规模设置下计算伪谱横轴至今仍未得到解决。不同于小规模设置中存在全局收敛的 criss-cross 算法,目前提出的所有大规模算法至多仅具备局部收敛性。我们首先描述了如何将特征值扰动理论用于估计 ϵ\epsilon 较小时的伪谱幂值域中最右侧点。我们的处理既适用于一般非线性特征值问题,也可视为特殊情况。对于较小的 ϵ\epsilon,特征值扰动理论的估计结果相当准确。在标准特征值情况下,我们甚至推导了一个误差为 O(ϵ3){\mathcal O}(\epsilon^3) 的公式。对于较大的 ϵ\epsilon,这些估计可用于初始化局部收敛算法。我们还提出了基于扰动理论思想构建的固定点迭代,用于较大的 ϵ\epsilon,适用于大规模设置。我们提出的固定点迭代通过特征值扰动理论初始化,在我们实验的大多数情况下都能收敛到伪谱中最右侧点。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.05535,
  title  = {Approximation of the Pseudospectral Abscissa via Eigenvalue Perturbation Theory},
  author = {Waqar Ahmed and Emre Mengi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.05535},
  year   = {2025}
}

备注

40 pages, 8 figures