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基于部分分式展开对部分大型矩阵函数的高效逼近

数值分析 2022-04-25 v2

摘要

一些重要的应用问题需要计算大型、稀疏和/或局部化矩阵 AA 的函数 Ψ\Psi。计算 Ψ(A)\Psi(A)Ψ(A)v\Psi(A)\mathbf{v}(其中 v\mathbf{v} 为向量)的常用且有趣的技术是基于部分分式展开的。然而,其中一些技术为了计算 Ψ(A)v\Psi(A)\mathbf{v} 需要求解若干线性系统,这些系统的矩阵与 AA 相差单位矩阵 II 的一个复数倍数;或者为了计算 Ψ(A)\Psi(A) 需要对具有相同特征的矩阵序列进行求逆。在此,我们研究了一种近期技术的使用与收敛性,该技术用于生成矩阵的不完全因子化序列,以应对上述两个问题。只要 A1A^{-1} 表现出特定的衰减性质,上述线性系统序列的求解与近似矩阵求逆即可高效计算。这些策略具有良好的并行潜力。数值测试证实了我们的论断。

关键词

引用

@article{arxiv.1709.06351,
  title  = {Efficient approximation of functions of some large matrices by partial fraction expansions},
  author = {Daniele Bertaccini and Marina Popolizio and Fabio Durastante},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1709.06351},
  year   = {2022}
}