Алгоритм обчислення експоненції матриці Гессенберга


9

Мені цікаво обчислити рішення лагельної системи ОДЕ за допомогою методу крилова, як у [1]. Такий метод передбачає функції, пов'язані з експоненцією (так звані -функції). Він по суті складається з обчислення дії матричної функції шляхом побудови підпростору Крилова за допомогою ітерації Арнольді та проектування функції на цей підпростір. Це зменшує проблему для обчислення експоненції значно меншої матриці Гессенберга.φ

Мені відомо, що існує кілька алгоритмів для обчислення експоненції (див. [2] [3] та посилання на них). Цікаво, чи існує спеціальний алгоритм для обчислення експоненції, який може скористатися тим, що матриця - Гессенберг?


[1] Сідже, РБ (1998). Expokit: програмний пакет для обчислення експозицій матриць. Угоди ACM на математичне програмне забезпечення (TOMS), 24 (1), 130-156.

[2] Молер, К. і Ван Кредит, C. (1978). Дев'ятнадцять сумнівних способів обчислити експоненцію матриці. Огляд SIAM, 20 (4), 801-836.

[3] Moler, C., і Van Loan, C. (2003). Дев'ятнадцять сумнівних способів обчислити експоненцію матриці через двадцять п’ять років. Огляд SIAM, 45 (1), 3-49.


Була якась нова робота Джитзе Нісен, яку ви також можете поглянути.
Джефф Оксберрі

Невже дрібномасштабний експонент є насправді вузьким місцем вашого алгоритму? Я б очікував, що його вартість буде незначною щодо Арнольді.
Федеріко Полоні

Відповіді:


3

Оскільки в expokit, здається, використовується метод підпростору Крилова, зазвичай (принаймні, сподіваємось, що) верхні матриці Гессенберга мають малі розміри, скажімо, . Для матриць таких розмірів не повинно бути жодної суттєвої різниці в обчислювальному часі, використовуючи будь-який метод для експоненціальних обчислень щільної матриці. Наприклад, "expm" в MATLAB, здається, використовує метод масштабування та квадратування з наближенням Pade до нуля.m100

Якщо розмір підпростору Крилова великий, то ви можете розглянути можливість попередньої кондиціонування http://link.springer.com/article/10.1023%2FA%3A1023219016301 або перезапуск методу підпростори Крилова http: //www.mathe.tu-freiberg .de / ~ Ernst / PubArchive / eiermannErnstKrylovExp.pdf

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.