追赶法求解拟五对角线性方程组

 根据拟五对角矩阵的特点,沿用追赶法的思想,首先将拟五对角系数矩阵分解成3个简单矩阵的乘积A=LUD,其中L为下三角形矩阵,U为单位上三角形矩阵,D为拟对角矩阵。然后将拟五对角线性方程组的求解问题转化为求解以下3个简单的线性方程组：Lz=f,Uy=z,Dx=y。通常的LU分解仅求解2个方程,本算法虽然将问题转化为3个方程组的求解,复杂度却没有增加,总的运算量仅为O（39n）。由于算法沿用追赶法矩阵分解的思想,对于严格对角占优的五对角线性方程组具有良好的数值稳定性。数值结果表明,算法的计算时间与方程组阶数n呈线性关系。     

求解拟五对角线性方程组的四参数法

 基于五对角线性方程组的追赶法,给出了拟五对角线性方程组的四参数求解方法。算法的基本思想是,将方程组的前2个未知量x1,x2和最后2个未知量xn－1,xn看作参数,这4个未知量正好对应于拟五对角方程组边角位置上的非零元素。然后通过特殊的矩阵分解将方程组解向量中的其他n－4个未知量用x1,x2,xn－1和xn 4个参数表示,从而形成标准的五对角线性方程组,可以方便地利用求解标准五对角线性方程组的追赶法进行求解。被看作参数的4个未知量可以利用原方程组中的前后两个方程及中间变量求出。最后,将已经求出的4个参数再代入分解矩阵形成的方程组中求得其余分量。鉴此,本文给出了两种不同的实现方法,其主要区别在于求解4个参数的过程不同。一种方法是将解向量的全部分量用参数线性表出,然后取出前后各2个式子组成参数方程,求出4个参数。另一种方法是将4个参数作为已知量先代入第3～n－2个方程中,整理后得到一个n－4阶的方程组,解出第3～n－2个解分量的参数表达式,再将x3,x4,xn－3,xn－2回代到前2个方程和最后2个方程中组成参数方程,求出4个参数。对于规模较大的拟五对角线性方程组而言,这两种算法的计算量几乎一样。该算法的数值稳定性分析结果表明,系数矩阵在满足严格对角占优的条件下,该算法是稳定的。数值实验结果表明,两种算法的实际计算时间与算法的理论分析相符合。     

赛德尔迭代的一个新的高效算法

本文提出一个新的高效赛德尔迭代算法(ESI算法)求解大型对称正定稀疏线性方程组AX=b。A是n*n阶的对称正定稀疏系数矩阵。A可表达为A=D+U~T+U,其中D是对角矩阵,U是主对角元素为零的上三角矩阵。这个算法,只需上三角阵非零元及其同等数量的索引信息压缩存储。每行第一个非零元存入界限信息而其他非零元仅需存入对应列号。整个系数矩阵存储量为τ,τ是A的非零元个数。压缩与还原过程仅需O(n)次加法或减法运算。     

W矩阵与FFT

本文首先研究了离散傅里哀变换(DFT)的变换矩阵(简称为W矩阵)的分解问题,证明了N=2~n阶的W矩阵可以分解成n个稀疏矩阵(每行只有两个非零元素)的乘积。然后利用所获得的分解式给出了一种快速计算DFT的方法,并对用这种方法计算DFT所需要的总计算量作了精确的统计。     

齐次线性方程组有非零解充要条件的应用

线性代数中齐次线性方程组是否有非零解有下面的重要结论：定理 含有n个未知量的n个方程的齐次线性方程组有非零解的充分必要条件是：方程组的系数行列式为零。     

Loewner型方程组极小范数最小二乘解的快速算法

通过构造特殊分块矩阵并研究其三角分解,给出求以秩为n的m×nLoewner型矩阵为系数阵的线性方程组极小范数最小二乘解的快速算法,该算法的计算复杂度为O(mn)+O(n2),而一般方法的计算复杂度为O(mn2)+O(n3).     

Loewner型方程组极小范数最小二乘解的快速算法

通过构造特殊分块矩阵及其三角分解给出了求秩为n 的m×n阶Loewner型矩阵为系数阵的线性方程组极小范数最小二乘解的快速算法, 该算法的计算复杂度为O(mn)+O(n²), 而一般方法的计算复杂度为O(mn²)+O(n³) .     

广义Fermat方程无整数解的系数判别法

在(A,B,C)=1的条件下,给出广义Fermat方程Axm+Byn=Czk无非零整数解的系数判别法,以及当n=k时此方程无非零整数解的另一个系数判别法.     

某第二类Fredholm积分方程的一种数值解法

我们考虑第二类 Fredholm积分方程的快速数值解法 .本文假设核函数除在 x=t处带有弱奇性外 ,是解析的 [1] .我们利用分片多项式插值逼近核函数 ,由此得到近似的系数矩阵 A.设 n为积分节点的个数 ,k2为每个小区域的插值节点数 ,我们证明矩阵 A的计算和矩阵 -向量相乘 Ax各需要 O( nk)次运算 ,存贮 A需要占用 O( nk)内存 .最后我们对算法的稳定性进行讨论并给出数值结果     

矩阵方程AXB=C的解的存在唯一性及其数值分析

利用Kronecker乘积,给出了矩阵方程AXB=C存在唯一解的充要条件,并对方程的解进行了扰动分析,最后给出了求良态方程近似解的一个数值方法及其应用实例.     

基于一次不定方程的数字图像加密技术

通过一次不定方程,将原数字图像像素矩阵分解成n个同等大小的数据矩阵;通过矩阵置乱加密方法,将这n个数据矩阵置乱成n个加密矩阵;再通过图像整合技术,将这n个加密矩阵整合成1个加密矩阵,从而达到加密原数字图像的目的.实例的效果证明了这种数字图像加密技术的安全性.     

预优矩阵及其构造技术

为达到预处理共轭梯度法(PCG)提高收敛速度，克服数值不稳定性目的，给出了构造预优矩阵的条件，并构造了三个典型的预优矩阵。它们是不完全Cholesky因子预优矩阵，对角预优矩阵和利用SSOR法导出的预优矩阵，且在PCG中是应用效果很好的预优矩阵。     

定常化Chebyshev迭代法迭代矩阵的特征值与其他特征值的关系

讨论求解线性方程组的定常化Chebyshev加速迭代法,通过给出三个引理和四个定理,证明了该方法的迭代矩阵特征值与其他矩阵特征值之间的关系.     

分块矩阵在行列式计算中的应用

给出利用分块矩阵计算行列式的|H|=|AD CB|方法,即(1)当矩阵A或B可逆时;(2)当矩阵A=B,C=D时;（3）当A与C或者B与C可交换时;(4)当矩阵H被分成两个特殊矩阵的和时行列式的计算．     

受限开关矩阵的构造方法

本文给出了二种构造受限开关矩阵的方法．一种方法是直接构造一组专数阶受限开关矩阵的方法；另一种方法是升阶构造法，它可以从阶数分别为ｍ及ｎ的两组受限开关矩阵构进一组ｍｎ阶的受限开关矩阵     

判断信息为偏好序的群决策方案排序:互补判断矩阵法

应用互补判断矩阵研究判断信息为偏好序的群决策方案排序问题. 由决策群体中专家给出的方案偏好序得出互补判断矩阵:当方案间只有优先关系时,得到的是精确数互补判断矩阵;当方案间不仅有优先关系还有无差异关系时,建立精确数互补判断矩阵和区间数互补判断矩阵. 基于加性一致性,得到Condorcet效应出现的必要条件. 由互补判断矩阵建立目标规划模型,得到方案的排序. 通过算例与已有的方法比较,结果表明该方法可行.     

线性非奇异盲信号混叠的分离矩阵个数

为了探寻线性非奇异盲信号混叠的不同分离算法有不同分离矩阵的原因,在改进的盲信号分离模型下,证明了一个理论结果：如果不考虑线性比例缩放,仅考虑旋转因素,分离矩阵的确切数目是源信号个数的阶乘．文中利用代数理论和二阶统计量方法,提出了通过求解二次非线性代数方程组来得到分离矩阵的算法,同时介绍了一种利用矩阵变换的分离矩阵求解方法．仿真结果证实了理论分析的正确性．     

双层织物的数学模型

为便于进行双层组织辅助设计,以织物组织结构为依据,以矩阵理论为基础,提出用整数矩阵设计表里分离的双层织物组织及接结双层织物组织的数学模型,把一个三维结构的双层织物组织简化成一个等效的二维矩阵,为利用计算机进行双层组织的辅助设计奠定了基础。     

AHP中专家判断信息的提取及指标权重的综合确定法

探讨了层次分析法(AHP)中专家判断信息的提取及以此信息来确定指标权重的新方法，其主要思想是通过原判断矩阵的各行指标数据构造一致性矩阵，提取出原判断矩阵中专家判断的一致性信息，并对此信息进行了综合处理。在此基础上提出了一种确定指标权重的新方法。最后以一个算例说明本方法的实施过程。     

Fuzzy矩阵的若干性质

本文证明了L-Fuzzy 幂等阵,L-Fuzzy 对角占优矩阵,L-Fuzzy 上(下)三角阵对幂的封闭性.得到了正则L-Fuzzy 上(下)三角矩阵的广义逆,也是上(下)三角矩阵的一个充分条件及L-Fuzzy 矩阵的传递闭包可实现的充分条件,以及讨论了L-Fuzzy 矩阵交、积的可实现性.