数值分析 周维祺
长度是的函数,具有以下性质:
正定性:, 都有,且等号仅在时成立
次线性: (1) 都有................................................缩放 (2) 都有..............三角形法则
例:,由内积诱导
范数是长度概念的推广,在不同场合下,需要的“长度”的概念不同
设,验证以下函数是范数:
范数:
证明以下不等式,并给出等号能够成立的例子:
设,取
设是一对角阵
证明
验证矩阵算子范数的正定性和次线性
设,
计算,并证明
用迭代法求,准确解, 初值,第步得
需要:,
即 ()
()
设是矩阵的特征值,称下值为的谱半径:
若可逆,则是上的范数 (练习)
设有Jordan分解, 取
则
取即可
迭代矩阵:
若严格对角占优,则应用圆盘定理,的所有特征值都在圆心为,半径不超过的圆盘内
从而 (思考:为什么)
迭代矩阵: 其中是的严格上三角部分
设是的一个特征值
若,则由圆盘定理得可逆,从而矛盾 (练习)
若正定,则Jacobi法收敛
若正定,则GS法收敛
(拓展思考)
范数和算子范数的概念和性质
谱半径的概念及其与算子范数的关系
迭代矩阵的谱半径则线性迭代法收敛
Jacobi法和GS法各自的迭代矩阵,及其收敛的几种情况