带 Wilkinson 位移的隐式对称 QR 算法求解对称矩阵特征值matlab代码,要求使用householder三对角化
时间: 2024-03-16 17:46:52 浏览: 292
以下是使用 Householder 三对角化和带 Wilkinson 位移的隐式对称 QR 算法求解对称矩阵特征值的 Matlab 代码:
```matlab
function [eigenvalues, eigenvectors] = symmQR(A, tol)
% A: n x n 对称矩阵
% tol: 容许误差
% eigenvalues: n x 1 特征值向量
% eigenvectors: n x n 特征向量矩阵
n = size(A, 1);
eigenvalues = diag(A); % 初始化特征值向量
eigenvectors = eye(n); % 初始化特征向量矩阵
while true
for i = 1:n-1
if abs(A(i+1,i)) < tol % 判断下对角线元素是否为零
continue
end
% 计算 Householder 变换矩阵
[v, beta] = house(A(i:i+1,i));
H = blkdiag(eye(i-1), v*v'/beta, eye(n-i-1));
% 对矩阵进行 Householder 三对角化
A = H * A * H;
eigenvectors = eigenvectors * H;
% 对带 Wilkinson 位移的隐式 QR 算法进行迭代
[mu, shift] = wilkinsonShift(A(n-1:n,n-1:n));
[Q, R] = qr(A - mu*eye(n));
A = R * Q + mu*eye(n);
% 更新特征值向量
eigenvalues(i:i+1) = A(i:i+1,i:i+1);
end
% 检查是否满足停止条件
if max(abs(tril(A,-1))) < tol
break
end
end
% 对特征向量矩阵进行正交化
for i = 1:n
for j = 1:i-1
eigenvectors(:,i) = eigenvectors(:,i) - (eigenvectors(:,i)'*eigenvectors(:,j)) * eigenvectors(:,j);
end
eigenvectors(:,i) = eigenvectors(:,i) / norm(eigenvectors(:,i));
end
end
function [v, beta] = house(x)
% 计算 Householder 变换矩阵
sigma = norm(x);
if x(1) >= 0
v1 = x(1) + sigma;
else
v1 = x(1) - sigma;
end
v = x / v1;
v(1) = 1;
beta = 2 / (v'*v);
end
function [mu, shift] = wilkinsonShift(A)
% 计算带 Wilkinson 位移的隐式 QR 算法中的位移参数
d = (A(1,1) - A(2,2)) / 2;
if d >= 0
mu = A(2,2) - A(2,1)^2 / (d + sqrt(d^2 + A(2,1)^2));
else
mu = A(2,2) - A(2,1)^2 / (d - sqrt(d^2 + A(2,1)^2));
end
shift = A(2,2) - mu;
end
```
其中 `house` 函数用于计算 Householder 变换矩阵,`wilkinsonShift` 函数用于计算带 Wilkinson 位移的隐式 QR 算法中的位移参数。函数返回特征值向量和特征向量矩阵。
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