Текст подпрограммы и версий
aee1r_p.zip , aee1e_p.zip
Тексты тестовых примеров
taee1r_p.zip , taee1e_p.zip

Подпрограмма:  AEE1R (модуль AEE1R_p)

Назначение

Вычисление всех собственных значений и соответствующих собственных векторов вещественной симметрической трехдиагональной матрицы неявным Q*L - алгоpитмом со сдвигом.

Математическое описание

Подпрограмма использует неявный Q*L - алгоpитм со сдвигом для вычисления собственных значений и накапливает Q*L - пpеобpазования для вычисления собственных векторов.

Дж.Х.Уилкинсон, Алгебраическая проблема собственных значений, "Наука", М., 1970.

Использование

procedure AEE1R(N :Integer; var A :Array of Real;
                var EV :Array of Real; var V :Array of Real;
                var RAB1 :Array of Real; var IERR :Integer);

Параметры

N - порядок исходной матрицы (тип: целый);
A - вещественный двумерный массив размерности N на 2, содержащий в последних N - 1 компонентах первого столбца элементы нижней диагонали, а во втором столбце - элементы главной диагонали;
EV - вещественный одномерный массив размерности N, содержащий вычисленные собственные значения в возрастающем порядке;
V - вещественный двумерный массив размерности N на N, содержащий вычисленные ортонормированные собственные векторы;
RAB - вещественный одномерный массив размерности N, используемый как рабочий;
IERR - целая переменная, служащая для сообщения об ошибках, обнаруженных в ходе работы подпрограммы; значение IЕRR полагается равным номеру собственного значения, для вычисления которого потребовалось более 30 итераций, при этом собственные значения с индексами  1, 2, ..., IЕRR - 1 и соответствующие собственные векторы вычислены правильно, но собственные значения неупорядочены.

Версии

AEE1E - вычисление всех собственных значений и соответствующих собственных векторов вещественной симметрической трехдиагональной матрицы с расширенной (Extended) точностью. Массивы А, ЕV, V, RАВ имеют тип Extended.

Вызываемые подпрограммы

UTAE10 - подпрограмма выдачи диагностических сообщений при работе подпрограмм АЕЕ1R и АЕЕ1E.

Замечания по использованию

  Подпрограмма АЕЕ1R сохраняет исходную информацию.

Пример использования

Unit TAEE1R_p;
interface
uses
SysUtils, Math, { Delphi }
Lstruct, Lfunc, UtRes_p, AEE1R_p;

function TAEE1R: String;

implementation

function TAEE1R: String;
var
J,I,_i,IERR :Integer;
EV :Array [0..4] of Real;
RАВ :Array [0..4] of Real;
V :Array [0..24] of Real;
const
A :Array [0..9] of Real = ( 0.0,1.0,1.0,1.0,1.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0 );
begin
Result := '';  { результат функции }
Result := Result + Format('%s',
 [' ВСЕ СОБСТВЕННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ И СОБСТВЕННЫЕ ВЕКТОРЫ ВЕЩЕСТВЕННОЙ CИMMETPИЧECKOЙ' + #$0D#$0A +
 ' ТРЕХДИАГОНАЛЬНОЙ MATPИЦЫ' + #$0D#$0A +
 ' A' + #$0D#$0A]);
for I:=1 to 5 do
 begin
  for J:=1 to 2 do
   begin
    Result := Result + Format(' %20.16f ',
 [A[(I-1)+(J-1)*5]]) + #$0D#$0A;
   end;
 end;
Result := Result + #$0D#$0A;
AEE1R(5,A,EV,V,RAB,IERR);
Result := Result + Format('%s',[' PEЗYЛЬTAT']) + #$0D#$0A; 
Result := Result + Format('%s',[' A' + #$0D#$0A]);
for I:=1 to 5 do
 begin
  for J:=1 to 2 do
   begin
    Result := Result + Format(' %20.16f ',
 [A[(I-1)+(J-1)*5]]) + #$0D#$0A;
   end;
 end;
Result := Result + #$0D#$0A;
Result := Result + Format('%s',[' EV' + #$0D#$0A]);
Result := Result + #$0D#$0A;
for _i:=0 to 4 do
 begin
  Result := Result + Format('%20.16f ',[EV[_i]]);
  if ( ((_i+1) mod 4)=0 )
   then Result := Result + #$0D#$0A;
 end;
Result := Result + #$0D#$0A;
Result := Result + Format('%s',[' V' + #$0D#$0A]);
for I:=1 to 5 do
 begin
  for J:=1 to 5 do
   begin
    Result := Result + Format(' %20.16f ',
 [V[(I-1)+(J-1)*5]]) + #$0D#$0A;
   end;
 end;
Result := Result + #$0D#$0A;
Result := Result + Format('%s',[' IERR' + #$0D#$0A]);
Result := Result + Format('%8d ',[IERR]) + #$0D#$0A;
UtRes('TAEE1R',Result);  { вывод результатов в файл TAEE1R.res }
exit;
end;

end.

Результаты:

      EV(1)  =  -1.7320508 , 
      EV(2)  =  -1.0 , 
      EV(3)  =  6.28*10-12 , 
      EV(4)  =  1.0 , 
      EV(5)  =  1.7321508 ;

      V1  =  (0.2887,  -0.5,  0.5774,  -0.5000,  0.2887) , 
      V2  =  (-0.5000,  0.5000,  -1.7*10-12,  -0.5,  0.5) , 
      V3  =  (-0.5774, -2.625*10-12, 0.5774, -4.*10-12, -0.5774) , 
      V4  =  (-0.5,  -0.5,  2.035*10-12,  0.5,  0.5) , 
      V5  =  (-0.2887,  -0.5,  -0.5774,  -0.5,  -0.2887) ;

      IERR  =  0