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计算三角和双曲矩阵函数的作用

数值分析 2017-05-02 v2

摘要

我们推导了一种新算法,用于计算矩阵AA的余弦、正弦、双曲余弦和双曲正弦对矩阵VV的作用f(A)Vf(A)V,而无需先计算f(A)f(A)。该算法可以同时计算cos(A)V\cos(A)Vsin(A)V\sin(A)V,同样也可以同时计算cosh(A)V\cosh(A)Vsinh(A)V\sinh(A)V,并且当AA为实数时仅使用实数算术。该算法利用了 Al-Mohy 和 Higham 现有的用于eAV\mathrm{e}^AV的\texttt{expmv}算法及其背后的向后误差分析。我们的实验表明,新算法以前向稳定的方式执行,并且通常比基于多次调用\texttt{expmv}的替代方法(例如通过公式cos(A)V=(eiAV+eiAV)/2\cos(A)V = (\mathrm{e}^{\mathrm{i}A}V + \mathrm{e}^{\mathrm{-i}A}V)/2)快得多。

关键词

引用

@article{arxiv.1607.04012,
  title  = {Computing the Action of Trigonometric and Hyperbolic Matrix Functions},
  author = {Nicholas J. Higham and Peter Kandolf},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1607.04012},
  year   = {2017}
}