数值分析实验报告7...doc
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1、实验七、QR 算法一、实验目的1、熟悉 matlab 编程并学习 QR 算法原理及计算机实现;2、学习用 matlab 内置函数 eig 和 QR 算法求矩阵的特征值,并比对二者差异。二、实验题目1、课本第 277 页第 1 题已知矩阵11263761172345078756, , .0899110ABH(1)用 MATLAB 函数“eig”求矩阵全部特征值;(2)用基本 QR 算法求全部特征值(可用 MATLAB 函数“qr ”实现矩阵的 QR 分解) 。2、用 QR 算法求矩阵特征值:136)(i 01098276354)(i根据 QR 算法原理编制求(i)及( ii)中矩阵全部特征值的程
2、序并输出计算结果(要求误差 A=10 7 8 7;7 5 6 5;8 6 10 9;7 5 9 10; B=2 3 4 5 6;4 4 5 6 7;0 3 6 7 8;0 0 2 8 9;0 0 0 1 0; H6=hilb(6);1、eig 求矩阵特征值 eig(A),eig(B),eig(H6)ans = 0.01015004839789240.8431071498550323.8580574559449530.2886853458021ans = 13.17235139810326.551878351915661.59565457314994-0.390788045416488-0.92
3、9096277752298ans = 1.08279948406811e-0071.25707571226224e-0050.0006157483541826520.01632152131987580.242360870575211.618899858924342、QR 算法求矩阵特征值 eig(A),qrsf(A,10-8)ans = 0.01015004839789240.8431071498550323.8580574559449530.2886853458021t = 10特征值 1=30.2887特征值 2=3.8581特征值 3=0.84311特征值 4=0.01015特征值 an
4、s = 30.2886853457915特征值 ans = 3.85805737835431特征值 ans = 0.843107227456257特征值 ans = 0.0101500483978911 eig(B),qrsf(B,10-8)ans = 13.17235139810326.551878351915661.59565457314994-0.390788045416488-0.929096277752298t = 2特征值 1=13.1724特征值 2=6.5519特征值 3=1.5957特征值 4=-0.9291特征值 5=-0.39079特征值 ans = 13.1723513
5、891479特征值 ans = 6.55187836087093特征值 ans = 1.59565457937031特征值 ans = -0.929096283974607特征值 ans = -0.390788045414554 eig(H6),qrsf(H6,10-8)ans = 1.08279948406811e-0071.25707571226224e-0050.0006157483541826520.01632152131987580.242360870575211.61889985892434t = 1特征值 1=1.6189特征值 2=0.24236特征值 3=0.016322特征
6、值 4=0.00061575特征值 5=1.2571e-005特征值 6=1.0828e-007特征值 ans = 1.6188998588068特征值 ans = 0.24236087069274特征值 ans = 0.01632152131988特征值 ans = 0.000615748354182639特征值 ans = 1.25707571226506e-005特征值 ans = 1.08279948456401e-0073、改进后的 QR 算法求特征值 eig(A),qrsf(A,10-8)ans = 0.01015004839789240.8431071498550323.8580
7、574559449530.2886853458021特征值 1=30.2887特征值 2=3.8581特征值 3=0.84311特征值 4=0.01015特征值 ans = 30.2886853458019特征值 ans = 3.85805745223919特征值 ans = 0.843107153560957特征值 ans = 0.0101500483978911 eig(B),qrsf(B,10-8)ans = 13.17235139810326.551878351915661.59565457314994-0.390788045416488-0.929096277752298特征值 1=
8、13.1724特征值 2=6.5519特征值 3=1.5957特征值 4=-0.9291特征值 5=-0.39079特征值 ans = 13.1723513936489特征值 ans = 6.55187835636998特征值 ans = 1.59565456952802特征值 ans = -0.929096274131193特征值 ans = -0.390788045415675 eig(H6),qrsf(H6,10-8)ans = 1.08279948406811e-0071.25707571226224e-0050.0006157483541826520.0163215213198758
9、0.242360870575211.61889985892434特征值 1=1.6189特征值 2=0.24236特征值 3=0.016322特征值 4=0.00061575特征值 5=1.2571e-005特征值 6=1.0828e-007特征值 ans = 1.61889985892171特征值 ans = 0.242360870577844特征值 ans = 0.0163215213198758特征值 ans = 0.000615748354182638特征值 ans = 1.25707571226506e-005特征值 ans = 1.08279948456401e-007六、实验结果
10、分析与小结从实验结果可以看出,用 MATLAB 内置函数 eig 求矩阵特征值与用 QR 算法求矩阵特征值的结果基本一致,数据只有微小差别。且单就 QR 算法而言,精度不同,计算出来特征值也存在一定的差异。不过这些微小差别对于计算来说影响不是很明显,除了有特殊需要要求更精确的数值外,这些结果已经能够满足计算结果的要求。七、附录3、eig 与 QR 算法求矩阵特征值的结果比较 eig(A),qrsf(A,10-8)ans = 0.01015004839789240.8431071498550323.8580574559449530.2886853458021t = 10特征值 1=30.2887
11、特征值 2=3.8581特征值 3=0.84311特征值 4=0.01015特征值 ans = 30.2886853457915特征值 ans = 3.85805737835431特征值 ans = 0.843107227456257特征值 ans = 0.0101500483978911A =Columns 1 through 330.2886853457915 1.67263719509357e-005 2.4658715813052e-0091.67263719456478e-005 3.85805737835431 0.0004836980794362152.4658734170851
12、9e-009 0.000483698079436138 0.843107227456257-5.08101348050736e-023 5.50511453327879e-018 -1.40098262801473e-013Column 4-1.07002288191827e-0158.90438591778815e-016-1.38231041042597e-0130.0101500483978911Q =Columns 1 through 3-0.999999999990602 4.33543882155126e-006 4.37465097621799e-010-4.3354378570
13、8671e-006 -0.999999835419719 0.000573708757424641-2.92474424482639e-009 -0.000573708757417352 -0.999999835429117-5.00590074187535e-021 5.42373229907221e-016 -1.38027186974381e-011Column 4-1.31911901611722e-0218.46111373361065e-015-1.38027161147482e-0111R =Columns 1 through 3-30.2886853454344 -0.0001
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