Lancazey 方法在 Stieltjes 及相关矩阵函数上的接近实例最优性
数值分析
2025-03-07 v1 数值分析
摘要
多项式 Krylov 子空间方法是计算矩阵函数作用向量 最广泛使用的方法之一,尤其当 为大稀疏矩阵时。当 为厄米正定矩阵时,Lancazey 方法是 Krylov 方法的标准选择。尽管其本质极为简单,却常常超越其他更为复杂的方法。事实上,人们常常观察到 Lancazey 方法的误差几乎完全等同于来自 Krylov 空间的最佳可能近似误差(一般不可高效计算)。然而,截至目前,Lancazey 误差与最优误差之间的偏差理论保证极其缺乏(仅限线性方程及少数特殊情况)。我们对当 属于重要的 Stieltjes 函数类(例如包含分数幂反函数的特例)以及相关函数类(例如包含平方根和平移对数)时,给出严格的偏差界。从而提供一种近似实例最优性保证。尽管我们界中的常数可能并非最优,但它们显著优于文献中可得的少数结果,更贴近实际行为。
引用
@article{arxiv.2503.04427,
title = {Near instance optimality of the Lanczos method for Stieltjes and related matrix functions},
author = {Marcel Schweitzer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.04427},
year = {2025}
}