Текст подпрограммы и версий ( Фортран )
agh0r.zip 
Тексты тестовых примеров ( Фортран )
tagh0r.zip 
Текст подпрограммы и версий ( Си )
agh0r_c.zip 
Тексты тестовых примеров ( Си )
tagh0r_c.zip 
Текст подпрограммы и версий ( Паскаль )
agh0r_p.zip 
Тексты тестовых примеров ( Паскаль )
tagh0r_p.zip 

Подпрограмма:  AGH0R

Назначение

Вычисление всех собственных значений и собственных вектоpов в обобщенной проблеме собственных значений Ax = λВx для вещественных симметричных матриц A и B.

Математическое описание

Данная подпрограмма реализует алгоритм вычисления всех собственных значений и собственных вектоpов уравнения вида Аx = λBx, где A и B - вещественные симметрические матрицы и матрица B положительно определена.

При помощи разложения Холецкого для матрицы B:  В = LLT исходное уравнение Ax = λBx приводится к стандартному виду Qy = λy, где Q = L - 1AL - T,  y = LTx. Стандартная задача решается путем приведения симметрической матрицы Q к трехдиагональному виду и вычисления собственных значений λ и собственных вектоpов  у  QL - алгоритмом со сдвигом.

Восстановление собственных вектоpов  x  исходного уравнения Аx = λBx из соответствующих вектоpов  у  стандартной задачи осуществляется посредством решения уравнения LTx = y, при этом собственные векторы  x  удовлетворяют условию  xTBx = E, где E - единичная матрица.

Дж.Х. Уилкинсон, Алгебраическая проблема собственных значений, "Hаука", M., 1970.

Использование

    SUBROUTINE  AGH0R (A, B, V, EV, RAB, N, IERR) 

Параметры

A, B - вещественные двумерные массивы размера N на N, содержащие исходные матрицы;
V - вещественный двумерный массив размера N на N, в столбцах которого содержатся вычисленные собственные векторы, нормированные так, что VTBV = E;
EV - вещественный одномерный массив длины N, содержащий вычисленные собственные значения, расположенные в возрастающем порядке;
RAB - вещественный одномерный массив длины 2 на N, используемый как рабочий;
N - порядок исходных матриц (тип: целый);
IERR - целая переменная, служащая для сообщения об ошибках, обнаруженных в ходе работы подпрограммы; при этом значение IERR:
 

- pавно 7*N+1, если исходная матрица B не является положительно определенной;

- полагается равным номеpу собственного значения, для вычисления которого потребовалось более 30 итераций; при этом вычислены правильно, но не упорядочены, собственные значения с индексами 1, 2, ..., IERR - 1 и соответствующие собственные векторы.

Версии : нет

Вызываемые подпрограммы

UTAG10 - подпрограмма выдачи диагностических сообщений при работе подпрограммы AGH0R.

Замечания по использованию

 

Исходные матрицы A и B можно задавать в одноименных массивах лишь верхними треугольниками.

Подпрограмма AGH0R сохраняет строгий верхний треугольник массива A и полный верхний треугольник массива B (остальные компоненты массивов A и B используются как рабочие).

Примеры использования

         DIMENSION  A(5, 5), B(5, 5), V(5, 5), EV(5), RAB(10)
         DATA  A /10., 4*0., 2., 12., 3*0., 3., 1., 11., 2*0., 1., 2., 1., 9., 
        *                 0., 2*1., -1., 1., 15./
         DATA  B /12., 4*0., 1., 14., 3*0., -1., 1., 16., 2*0., 2., 2*-1., 
        *                12., 0., 3*1., -1., 11./
         N = 5
         CALL  AGH0R (A, B, V, EV, RAB, N, IERR)

Результаты:

Собственные значения:

                  | 0.4327872109 |
                  | 0.6636627483 |
      EV  =  | 0.9438590046 |
                  | 1.109284540  |
                  | 1.492353232  |

Собственные векторы:

                 |  0.1345905739   |                 |  0.08291980648  |
                 | -0.061294722    |                  |  0.15314839566  |
      V1  =  | -0.157902562     |   ,   V2  =  | -0.1186036679    |
                 |  0.109465787     |                 | -0.18281304178  |
                 | -0.04147301179 |                 |  0.003561720367 |

                 | -0.19171003157  |                  |  0.1420119598        |
                 |  0.15899121151  |                   |  0.14241995054      |
      V3  =  | -0.07483907094  |    ,   V4  =  |  0.12099762300      |    , 
                |  0.13746892946   |                  |  0.125531015188     |
                | -0.088977892351 |                  |  0.00769220728369 |

                | -0.076386717879   |
                |  0.017098001871   |
      V5  =  | -0.066664533672  |    .
                |  0.0860480093056 |
                |  0.28943341417     |

      IERR  =  0