主题
Search

平方根法


平方根法是一种求解矩阵方程的算法

 Au=g
(1)

求解 u,其中 A 是一个 p×p 对称矩阵g 是一个给定的向量。将 A 转换为三角矩阵,使得

 T^(T)T=A,
(2)

其中 T^(T)转置。然后

T^(T)k=g
(3)
Tu=k,
(4)

因此

 T=[s_(11) s_(12) ... ...; 0 s_(22) ... ...; | | ... |; 0 0 ... s_(pp)],
(5)

得到方程组

s_(11)^2=a_(11)
(6)
s_(11)s_(12)=a_(12)
(7)
s_(12)^2+s_(22)^2=a_(22)
(8)
s_(1j)^2+s_(2j)^2+...+s_(jj)^2=a_(jj)
(9)
s_(1j)+s_(2j)s_(2k)+...+s_(jj)s_(jk)=a_(jk).
(10)

这些给出

s_(11)=sqrt(a_(11))
(11)
s_(12)=(a_(12))/(s_(11))
(12)
s_(22)=sqrt(a_(22)-s_(12)^2)
(13)
s_(jj)=sqrt(a_(jj)-s_(ij)^2-s_(2j)^2-...-s_(j-1,j)^2)
(14)
s_(jk)=(a_(jk)-s_(1j)s_(1k)-s_(2j)s_(2k)-...-s_(j-1,j)s_(j-1,k))/(s_(jj)),
(15)

A 得到 T。现在用 s_(ij)s 和 g 求解 k

s_(11)k_1=g_1
(16)
s_(12)k_1+s_(22)k_2=g_2
(17)
s_(1j)k_1+s_(2j)k_2+...+s_(jj)k_j=g_j,
(18)

这给出

k_1=(g_1)/(s_(11))
(19)
k_2=(g_2-s_(12)k_1)/(s_(22))
(20)
k_j=(g_j-s_(1j)k_1-s_(2j)k_2-...-s_(j-1,j)k_(j-1))/(s_(jj)).
(21)

最后,从 s_(ij)s 和 k 找到 u

s_(11)u_1+s_(12)u_2...+s_(1p)u_p=k_1
(22)
s_(22)u_2+...+s_(2p)u_p=k_2
(23)
s_(pp)u_p=k_p,
(24)

得到所需的解,

u_p=(k_p)/(s_(pp))
(25)
u_(p-1)=(k_(p-1)-s_(p-1,p)u_p)/(s_(p-1,p-1))
(26)
u_j=(k_j-s_(j,j+1)u_(j+1)-s_(j,j+2)u_(j+2)-...-s_(jp)u_p)/(s_(jj)).
(27)

另请参阅

LU 分解

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Kenney, J. F. 和 Keeping, E. S. 统计数学,第 2 部分,第二版 Princeton, NJ: Van Nostrand, pp. 298-300, 1951.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

平方根法

请引用为

Weisstein, Eric W. "平方根法。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/SquareRootMethod.html

学科分类