矩阵可QR分解的充要条件?如何进行QR分解

2021-01-13 17:08:15 字数 2473 阅读 2113

1楼:丙红叶淡冰

qr分解即是将矩阵分解为正交阵和上三角阵的乘积,严格表述如下:

设a为一个n级实矩阵,且|a|≠0,则a=qt。其中q为正交阵,t为上三角阵,且分解唯一。

证明如下:

(1)设a=(aij),它的n个列向量为α1,...,αn。

由于|a|≠0,所以α1,...,αn线性无关,从而是r^n的一组基。

利用施密特正交化过程,由α1,...,αn可得正交基和标准正交基η1,,,,,ηn:

β1=α1,η1=β1/|β1|;

β2=α2-(α2,η1)η1,η2=β2/|β2|;

......

βn=αn-(αn,η1)η1-...-(αn,η(n-1))η(n-1),ηn=βn/|βn|。

再将βi=|βi|ηi

(i=1,2,...,n)带入等式左边,移项整理得

α1=t11η1,

α2=t12η1+t22η2,

......

αn=t1nη1+t2nη2+...+tnnηn。

其中tii=|βi|>0,(i=1,2,...,n),tij=(αj,ηi),(i≠j),

即a=(α1,...,αn)=(η1,...,ηn)(t11

t12...

t1n;0

t22t23

...t2n;...;0

00...

tnn)=qt。

(2)下证唯一性:

若还有q1、t1,也使得a=q1t1=qt,其中q、q1正交,t、t1为主对角元》0的上三角矩阵。

由q1t1=qt得q1^(-1)q=t1t^(-1)

由于q1^(-1)q是正交阵,从而t1t^(-1)也是正交阵,且为上三角阵。

故t1t^(-1)主对角元为±1(由t1、t主对角元为正,故t1t^(-1)主对角元只能为1)且为对角阵。即t1t^(-1)=e,即t1=t。再由t非退化,从而q1=q,即分解唯一,证毕。

矩阵什么时候可以进行qr分解?什么时候不能?

2楼:匿名用户

将矩阵a进行qr分解,q为单位正交矩阵,r是上三角矩阵,分解后a=qr。若满足r的主对角元素为正数,那么qr分解才是唯一的。在mma做试验有意外收获:

schur命令太厉害了,也是分解为( 正交阵+上三角阵 ),后者对角线就是特征值,不需要反复迭代了。当然用求特征值命令更方便了。

3楼:前回国好

假定a是mxn的矩阵且列满秩,即rank(a)=n,那么a=qr在要求r的对角元为正实数的情况下是唯一的.

如果不要求r的对角元为正实数,那么可以有其它的qr分解a=(qd)(dr),其中d是任何对角酉阵,可以证明只有这些qr分解.

如果不是列满秩的话就没有上述唯一性了,除非对r的阶梯结构有额外要求.注意a的qr分解相当于对a的前k列张成的空间找正交基,从这里很容易理解什么时候会有唯一性.

对一个矩阵a进行qr分解,只有唯一的一种情况吗?

4楼:匿名用户

是唯一的!

矩阵a进行qr分解后,r中对角元素一定是实数,由于这个条件,使得它唯一!

如何证明矩阵a的qr分解的唯一性

5楼:电灯剑客

a=qr => a^*a=r^*r

用cholesky分解的唯一性得到r的唯一性,从而q=ar^也唯一

6楼:挚爱红军

假设a是实的非奇异阵,则在要求r的对角元非负的条件下qr分解是唯一的(否则可能不唯一)。因为此时a'a是对称正定阵,存在lu分解,且该分解唯一(利用矩阵的分块乘法可证),从而ldu分解唯一,进而cholesky分解唯一。而a'a=r'r,r'r即为其cholesky分解,从而r唯一,再由q=ar^,故q唯一。

综上,a的qr分解唯一。

矩阵分解的qr分解法

7楼:加菲36日

qr分解法是将矩阵分解成一个正规正交矩阵与上三角形矩阵,所以称为qr分解法,与此正规正交矩阵的通用符号q有关。

matlab以qr函数来执行qr分解法, 其语法为[q,r]=qr(a)。

一个矩阵可qr分解的充要条件?如何进行qr分解?

8楼:梦想队员

任何一个矩阵都可以进行qr分解。有两种方式:施密特正交化;householder矩阵法

9楼:匿名用户

列相互独立的矩阵可以qr分解,常用方法是施密特正交化,首先选取第一列,使其单位化,计为x1;再选取第二列,减去其在x1上的投影,再单位化,计为x2;再选取第三列,减去其在x1和x2上的投影,再单位化,计为x3……即求得正交矩阵q。这样a的第n列an向量就可以写为(q1an)q1+(q2an)q2+……+(qnan)qn,所以r的第n列是(q1an,q2an……qnan,0,0………)

对矩阵A进行QR分解,只有唯一的一种情况吗

1楼 匿名用户 是唯一的! 矩阵a进行qr分解后,r中对角元素一定是实数,由于这个条件,使得它唯一! 如何证明矩阵a的qr分解的唯一性 2楼 电灯剑客 a qr a a r r 用cholesky分解的唯一性得到r的唯一性,从而q ar 也唯一 3楼 挚爱红军 假设a是实的非奇异阵,则在要求r的对角...

关于矩阵的QR分解,我不明白下图中的R是怎么来的

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