酉矩阵的数值特征基

计算科学 线性代数 本征系统
2021-12-05 05:46:20

你知道什么数值软件计算酉矩阵的特征向量基吗?

假设我有一个酉矩阵U. 如果它的特征值很简单(没有多重性),那么例如 Matlab 计算一个特征基为U. 但是,如果存在一些具有多重性的特征值,则在具有多重性的特征值的子空间中,软件不会找到独立的特征向量。如果矩阵是对称的或 Hermitian 矩阵,则 Matlab 被编程为输出特征基(即使存在具有多重性的特征值)。酉矩阵没有这样的东西 - 据我所知。

我找到了一种避免这种情况的方法:如果是具有多重性的特征值,那么我可以形成矩阵并找到的零点。唯一的问题是对每个可能的特征值执行此操作很慢。我想知道是否有更好的解决方案。λB=Aλ1B

如果这有所作为,我可以假设我的酉矩阵是真实的。

这个问题也被问到这里https://cstheory.stackexchange.com/q/27874/和这里https://stackoverflow.com/q/27533637/(没有答案)。

1个回答

假设我有一个酉矩阵如果它的特征值很简单(没有多重性),那么例如 Matlab 计算的特征基。但是,如果存在一些具有多重性的特征值,则在具有多重性的特征值的子空间中,软件不会找到独立的特征向量。UU

酉矩阵在复数上是可对角化的,所以你应该从eig. 此外,特征基将是一个酉矩阵,并且所有特征值都在单位圆上。

如果矩阵是对称的或 Hermitian 矩阵,则 Matlab 被编程为输出特征基(即使存在具有多重性的特征值)。

许多算法都利用了对称性(或者在复杂的情况下是 Hermiticity)。对称矩阵和 Hermitian 矩阵也可以通过酉矩阵对角化;Hermitian 矩阵也有实特征值。