При вычислении собственных значений симметричной матрицы M∈Rn×n лучшее, что вы можете сделать с отражателем Householder, - это привести M в трехдиагональную форму. Как уже упоминалось в предыдущем ответе , потому что M симметрична существует ортогональное преобразование подобия , которое приводит к диагональной матрице, т.е. D=STMS . Было бы удобно, если бы мы могли найти действие неизвестной ортогональной матрицы S строго используя отражатели Хаусхолдера, вычислив последовательность отражателей и применив HT слева к M и Hот права на . Однако это невозможно из-за того, как отражатель домохозяйства спроектирован так, чтобы обнулять столбцы. Если бы мы вычислили отражатель домохозяина, чтобы обнулить все числа ниже M 11, мы находим
M = (MM11
Но теперь записи M 12 - M 1 n были изменены отражателем H T 1, примененным слева. Таким образом, когда мы применяем H 1 справа, он больше не обнуляет первый рядM,оставляя только M 11 . Вместо этого мы получим
H T 1 M= (
M=⎛⎝⎜⎜⎜⎜⎜⎜∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗⎞⎠⎟⎟⎟⎟⎟⎟→HT1M=⎛⎝⎜⎜⎜⎜⎜⎜∗0000∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′⎞⎠⎟⎟⎟⎟⎟⎟.
M12−M1nHT1H1MM11
Там, где мы не только не обнуляем строку, но и можем разрушить нулевую структуру, которую мы только что добавили с отражателем
H T 1 .
HT1M=⎛⎝⎜⎜⎜⎜⎜⎜∗0000∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′∗′⎞⎠⎟⎟⎟⎟⎟⎟→HT1MH1=⎛⎝⎜⎜⎜⎜⎜⎜∗∗′∗′∗′∗′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′∗′′⎞⎠⎟⎟⎟⎟⎟⎟.
HT1
Однако, когда вы решите подвести к трехдиагональной структуре, вы оставите первый ряд нетронутым действием H T 1 , поэтому
M = (MHT1
M=⎛⎝⎜⎜⎜⎜⎜⎜∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗⎞⎠⎟⎟⎟⎟⎟⎟→HT1M=⎛⎝⎜⎜⎜⎜⎜⎜∗∗′000∗∗′∗′∗′∗′∗∗′∗′∗′∗′∗∗′∗′∗′∗′∗∗′∗′∗′∗′⎞⎠⎟⎟⎟⎟⎟⎟.
HT1M=⎛⎝⎜⎜⎜⎜⎜⎜∗∗′000∗∗′∗′∗′∗′∗∗′∗′∗′∗′∗∗′∗′∗′∗′∗∗′∗′∗′∗′⎞⎠⎟⎟⎟⎟⎟⎟→HT1MH1=⎛⎝⎜⎜⎜⎜⎜⎜∗∗′000∗′∗′′∗′′∗′′∗′′0∗′′∗′′∗′′∗′′0∗′′∗′′∗′′∗′′0∗′′∗′′∗′′∗′′⎞⎠⎟⎟⎟⎟⎟⎟.
Applied recursively this allows us to drive M to a tridiagonal matrix T. You can complete the diagonalization of M efficiently, as was mentioned previously, using Jacobi or Givens rotations both of which are found in the Golub and Van Loan book Matrix Computations. The accumulated actions of the sequence of Householder reflectors and Jacobi or Givens rotations allows us to find the action of the orthogonal matrices ST and S without explicitly forming them.