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任意矩阵存在 LU 分解的充分必要条件

数值分析 2025-10-23 v1 数值分析 综合数学

摘要

AA 是域 FF 上的 n 阶矩阵(AMn(F)A\in M_{n}(F)),则当存在下三角矩阵 LMn(F)L\in M_{n}(F) 与上三角矩阵 UMn(F)U\in M_{n}(F) 使得 A=LUA=LU 时,称 AA “有 LU 分解”。我们给出矩阵可 LU 分解的充分必要条件。并给出计算 LU 分解的简单算法。它是高斯消元算法到不一定可逆矩阵情形的推广。我们考虑将无 LU 分解的矩阵分解为“几乎下三角”矩阵与“几乎上三角”矩阵之积的可能性。对“几乎”的含义有许多形式化方式。我们考虑其中若干并导出充分必要条件。同时给出计算“几乎 LU 分解”的简单算法。

关键词

引用

@article{arxiv.math/0506382,
  title  = {Necessary And Sufficient Conditions For Existence of the LU Factorization of an Arbitrary Matrix},
  author = {Pavel Okunev and Charles R. Johnson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:math/0506382},
  year   = {2025}
}