请你给出一个利用隐式QR算法求一个实矩阵全部特征值和特征向量的程序
时间: 2024-02-16 17:01:10 浏览: 246
以下是利用隐式QR算法求一个实矩阵全部特征值和特征向量的MATLAB程序:
```matlab
function [eigenvalues, eigenvectors] = implicit_qr(A, tol)
%利用隐式QR算法求实矩阵全部特征值和特征向量
%输入:矩阵A,容差tol
%输出:特征值eigenvalues,特征向量eigenvectors
%初始化
n = size(A, 1);
B = A;
eigenvalues = zeros(n, 1);
eigenvectors = eye(n);
while n > 1
%将矩阵B化为Hessenberg矩阵
for k = 1:n-2
v = B(k+1:n, k);
v(1) = v(1) + sign(v(1))*norm(v);
v = v / norm(v);
B(k+1:n, k:n) = B(k+1:n, k:n) - 2*v*(v'*B(k+1:n, k:n));
B(1:n, k+1:n) = B(1:n, k+1:n) - 2*(B(1:n, k+1:n)*v)*v';
eigenvectors(:, k:k+1) = eigenvectors(:, k:k+1) - 2*(eigenvectors(:, k+1:n)*v)*v';
end
%进行隐式QR迭代
while abs(B(n, n-1)) > tol
mu = B(n, n);
Q = eye(n);
if abs(B(n-1, n-2)) > tol
mu = (B(n-1, n-1) - mu) / 2 + mu;
beta = (B(n, n-1)^2 + (B(n, n) - mu)^2)^0.5;
if B(n, n) < mu
beta = -beta;
end
v = [B(n, n-1); B(n, n)-mu+beta] / norm([B(n, n-1); B(n, n)-mu+beta]);
Q(n-1:n, n-1:n) = eye(2) - 2*v*v';
else
Q(n-1:n, n-1:n) = eye(2) * (B(n, n) < mu) - eye(2) * (B(n, n) >= mu);
end
%更新B和eigenvectors矩阵
B = Q' * B * Q;
eigenvectors = eigenvectors * Q;
end
%记录特征值
eigenvalues(n) = B(n, n);
%缩小矩阵
n = n - 1;
B = B(1:n, 1:n);
end
%处理最后一个特征值和特征向量
eigenvalues(1) = B(1, 1);
eigenvectors(:, 1) = eigenvectors(:, 1) / norm(eigenvectors(:, 1));
end
```
该程序中,tol是容差,用于控制迭代次数。当某个元素的绝对值小于tol时,认为该元素为0,迭代终止。该算法的实现与理论基础可以参考维基百科上的相关词条。
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