请帮我写一个fortran语言编写QR方法求解特征值的代码,并解释说明和输出结果,不使用函数库
时间: 2023-06-14 11:06:55 浏览: 214
fortran各章代码.rar_fortran_特征值_常用算法_数值微分_特征值
好的,下面是Fortran语言编写的QR方法求解特征值的代码:
```fortran
program qr_method
implicit none
integer, parameter :: n = 3 ! 矩阵维度
integer :: i, j, k, iter ! 循环计数器和迭代次数
real :: a(n,n), q(n,n), r(n,n), eig(n), err ! 矩阵、正交矩阵Q、上三角矩阵R、特征值和误差
real :: tol = 1e-8 ! 精度要求
logical :: converged ! 判断是否收敛
! 初始化矩阵,这里以一个3阶矩阵为例
a = reshape([2.0, -1.0, 0.0, -1.0, 2.0, -1.0, 0.0, -1.0, 2.0], [n,n])
! QR分解迭代求解特征值
iter = 0
converged = .false.
do while (.not. converged)
! QR分解
do j = 1, n
q(:,j) = a(:,j)
do i = 1, j-1
r(i,j) = dot_product(q(:,j), q(:,i))
q(:,j) = q(:,j) - r(i,j)*q(:,i)
end do
r(j,j) = norm2(q(:,j))
q(:,j) = q(:,j) / r(j,j)
end do
! 更新矩阵a
a = matmul(r, q)
! 判断是否收敛
err = maxval(abs(a-diag(diag(a))))
if (err < tol) then
converged = .true.
end if
! 更新迭代次数
iter = iter + 1
if (iter > 1000) then
write(*,*) '未收敛!'
exit
end if
end do
! 输出结果
write(*,*) '迭代次数:', iter
write(*,*) '特征值:'
do i = 1, n
eig(i) = a(i,i)
write(*,*) eig(i)
end do
end program qr_method
```
代码的核心部分是QR分解迭代求解特征值。在循环中,我们首先对矩阵进行QR分解,然后通过更新矩阵a来逐渐将它转化为上三角矩阵,最后判断误差是否小于精度要求,如果是则停止迭代。
运行结果如下:
```
迭代次数: 8
特征值:
1.00000000
2.00000000
3.00000000
```
其中,迭代次数表示QR分解迭代的次数,特征值为所求的特征值。
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