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2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

4. Eigenvalue Problems

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Abstract

The problem considered in this chapter is: given an n × n matrix A, find the number(s) \(\lambda\) and nonzero vectors x that satisfy
$$\displaystyle{ \mathbf{A}\mathbf{x} =\lambda \mathbf{x}. }$$
(4.1)
This is an eigenvalue problem, where \(\lambda\) is an eigenvalue and x is an eigenvector. There are a couple of observations worth making about this problem. First, x = 0 is always a solution of (4.1), and so what is of interest are the nonzero solutions. Second, if x is a solution, then α x, for any number α, is also a solution.

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Literatur
Zurück zum Zitat Beattie, C., Fox, D.: Localization criteria and containment for Rayleigh quotient iteration. SIAM J. Matrix Anal. Appl. 10 (1), 80–93 (1989). doi:10.1137/0610006MathSciNetCrossRefMATH Beattie, C., Fox, D.: Localization criteria and containment for Rayleigh quotient iteration. SIAM J. Matrix Anal. Appl. 10 (1), 80–93 (1989). doi:10.1137/0610006MathSciNetCrossRefMATH
Zurück zum Zitat Berman, G.P., Izrailev, F.M.: The Fermi-Pasta-Ulam problem: fifty years of progress. Chaos 15 (1), 015104 (2005). ISSN 10541500 Berman, G.P., Izrailev, F.M.: The Fermi-Pasta-Ulam problem: fifty years of progress. Chaos 15 (1), 015104 (2005). ISSN 10541500
Zurück zum Zitat Bernoulli, J.: Meditationes de chordis vibrantibus. Comment. Acad. Sci. Imp. Petropol. 3,13–28 (1728) Bernoulli, J.: Meditationes de chordis vibrantibus. Comment. Acad. Sci. Imp. Petropol. 3,13–28 (1728)
Zurück zum Zitat Cline, A.K., Dhillon, I.S.: Computation of the singular value decomposition. In: Hogben, L. (ed.) Handbook of Linear Algebra, pp. 45.1–45.13. Chapman & Hall/CRC, Boca Raton (2007) Cline, A.K., Dhillon, I.S.: Computation of the singular value decomposition. In: Hogben, L. (ed.) Handbook of Linear Algebra, pp. 45.1–45.13. Chapman & Hall/CRC, Boca Raton (2007)
Zurück zum Zitat Demmel, J.W.: Applied Numerical Linear Algebra. SIAM, Philadelphia, PA (1997). ISBN 0-89871-389-7CrossRefMATH Demmel, J.W.: Applied Numerical Linear Algebra. SIAM, Philadelphia, PA (1997). ISBN 0-89871-389-7CrossRefMATH
Zurück zum Zitat Dongarra, J., Sullivan, F.: The top 10 algorithms. Comput. Sci. Eng. 2 (1), 22–23 (2000)CrossRef Dongarra, J., Sullivan, F.: The top 10 algorithms. Comput. Sci. Eng. 2 (1), 22–23 (2000)CrossRef
Zurück zum Zitat Erdmann, U., Ebeling, W., Mikhailov, A.S.: Noise-induced transition from translational to rotational motion of swarms. Phys. Rev. E 71 (5), 051904 (2005)CrossRef Erdmann, U., Ebeling, W., Mikhailov, A.S.: Noise-induced transition from translational to rotational motion of swarms. Phys. Rev. E 71 (5), 051904 (2005)CrossRef
Zurück zum Zitat Giraud, L., Langou, J., Rozloznik, M.: The loss of orthogonality in the Gram-Schmidt orthogonalization process. Comput. Math. Appl. 50 (7), 1069–1075 (2005). ISSN 0898-1221 Giraud, L., Langou, J., Rozloznik, M.: The loss of orthogonality in the Gram-Schmidt orthogonalization process. Comput. Math. Appl. 50 (7), 1069–1075 (2005). ISSN 0898-1221
Zurück zum Zitat Golub, G.H., Van Loan, C.F.: Matrix Computations, 4th edn. Johns Hopkins University Press, Baltimore, MD (2013). ISBN 1421408597MATH Golub, G.H., Van Loan, C.F.: Matrix Computations, 4th edn. Johns Hopkins University Press, Baltimore, MD (2013). ISBN 1421408597MATH
Zurück zum Zitat Halko, N., Martinsson, P.-G., Shkolnisky, Y., Tygert, M.: An algorithm for the principal component analysis of large data sets. SIAM J. Sci. Comput. 33 (5), 2580–2594 (2011). ISSN 1064-8275. doi:10.1137/100804139 Halko, N., Martinsson, P.-G., Shkolnisky, Y., Tygert, M.: An algorithm for the principal component analysis of large data sets. SIAM J. Sci. Comput. 33 (5), 2580–2594 (2011). ISSN 1064-8275. doi:10.1137/100804139
Zurück zum Zitat Higham, N.J.: Accuracy and Stability of Numerical Algorithms, 2nd edn. SIAM, Philadelphia, PA (2002). ISBN 0-89871-521-0CrossRefMATH Higham, N.J.: Accuracy and Stability of Numerical Algorithms, 2nd edn. SIAM, Philadelphia, PA (2002). ISBN 0-89871-521-0CrossRefMATH
Zurück zum Zitat Kuczyński, J., Woźniakowski, H.: Estimating the largest eigenvalue by the power and Lanczos algorithms with a random start. SIAM J. Matrix Anal. Appl. 13 (4), 1094–1122 (1992). doi:10.1137/0613066MathSciNetCrossRefMATH Kuczyński, J., Woźniakowski, H.: Estimating the largest eigenvalue by the power and Lanczos algorithms with a random start. SIAM J. Matrix Anal. Appl. 13 (4), 1094–1122 (1992). doi:10.1137/0613066MathSciNetCrossRefMATH
Zurück zum Zitat Nakatsukasa, Y., Higham, N.: Stable and efficient spectral divide and conquer algorithms for the symmetric eigenvalue decomposition and the SVD. SIAM J. Sci. Comput. 35 (3), A1325–A1349 (2013). doi:10.1137/120876605MathSciNetCrossRefMATH Nakatsukasa, Y., Higham, N.: Stable and efficient spectral divide and conquer algorithms for the symmetric eigenvalue decomposition and the SVD. SIAM J. Sci. Comput. 35 (3), A1325–A1349 (2013). doi:10.1137/120876605MathSciNetCrossRefMATH
Zurück zum Zitat Pantazis, R.D., Szyld, D.B.: Regions of convergence of the Rayleigh quotient iteration method. Numer. Linear Algebra Appl. 2 (3), 251–269 (1995). ISSN 1099-1506. doi:10.1002/nla.1680020307 Pantazis, R.D., Szyld, D.B.: Regions of convergence of the Rayleigh quotient iteration method. Numer. Linear Algebra Appl. 2 (3), 251–269 (1995). ISSN 1099-1506. doi:10.1002/nla.1680020307
Zurück zum Zitat Parlett, B.N.: The Rayleigh quotient iteration and some generalizations for nonnormal matrices. Math. Comput. 28, 679–693 (1974)MathSciNetCrossRefMATH Parlett, B.N.: The Rayleigh quotient iteration and some generalizations for nonnormal matrices. Math. Comput. 28, 679–693 (1974)MathSciNetCrossRefMATH
Zurück zum Zitat Parlett, B.N.: The Symmetric Eigenvalue Problem. SIAM, Philadelphia, PA (1998). doi:10.1137/1.9781611971163MathSciNetMATH Parlett, B.N.: The Symmetric Eigenvalue Problem. SIAM, Philadelphia, PA (1998). doi:10.1137/1.9781611971163MathSciNetMATH
Zurück zum Zitat Rosser, J.B., Lanczos, C., Hestenes, M.R., Karush, W.: Separation of close eigenvalues of a real symmetric matrix. J. Res. Natl. Bur. Stand. 47 (4), 291–297 (1951)MathSciNetCrossRef Rosser, J.B., Lanczos, C., Hestenes, M.R., Karush, W.: Separation of close eigenvalues of a real symmetric matrix. J. Res. Natl. Bur. Stand. 47 (4), 291–297 (1951)MathSciNetCrossRef
Zurück zum Zitat Süli, E., Mayers, D.F.: An Introduction to Numerical Analysis. Cambridge University Press, Cambridge (2003)CrossRefMATH Süli, E., Mayers, D.F.: An Introduction to Numerical Analysis. Cambridge University Press, Cambridge (2003)CrossRefMATH
Zurück zum Zitat Trefethen, L.N., Bau, D.: Numerical Linear Algebra. SIAM, Philadelphia, PA (1997). ISBN 0898713617CrossRefMATH Trefethen, L.N., Bau, D.: Numerical Linear Algebra. SIAM, Philadelphia, PA (1997). ISBN 0898713617CrossRefMATH
Zurück zum Zitat Varga, R.S.: Gershgorin and His Circles. Springer Series in Computational Mathematics. Springer, Berlin (2004)CrossRefMATH Varga, R.S.: Gershgorin and His Circles. Springer Series in Computational Mathematics. Springer, Berlin (2004)CrossRefMATH
Zurück zum Zitat Voglis, N.: Waves derived from galactic orbits. In: Galaxies and Chaos. Lecture Notes in Physics. vol. 626, pp. 56–74. Springer, Berlin (2003) Voglis, N.: Waves derived from galactic orbits. In: Galaxies and Chaos. Lecture Notes in Physics. vol. 626, pp. 56–74. Springer, Berlin (2003)
Zurück zum Zitat Watkins, D.S.: The QR algorithm revisited. SIAM Rev. 50 (1), 133–145 (2008). ISSN 0036-1445. doi:10.1137/060659454 Watkins, D.S.: The QR algorithm revisited. SIAM Rev. 50 (1), 133–145 (2008). ISSN 0036-1445. doi:10.1137/060659454
Metadaten
Titel
Eigenvalue Problems
verfasst von
Mark H. Holmes
Copyright-Jahr
2016
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-30256-0_4

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