Вычисление всех собственных значений положительно определенной симметрической матрицы
Собственные значения такой матрицы вещественные и положительные, а собственные векторы выбираются таким образом, чтобы выполнялось условие ортогональности: , , , .
Система для определения собственного вектора , соответствующего собственному значению имеет вид:
(5.12)
В связи с тем, что собственный вектор определяется с точностью до числового множителя, предположим, что одна из компонент собственного вектора равна 1, т.е. . В итоге получаем систему нелинейных алгебраических уравнений с n неизвестными , которую можно решать методом итерации:
(5.13)
Начальное приближение для системы (5.13) выбирается произвольно. Если метод итерации для системы (5.13) сходится, то для достаточно больших значений k можно приближенно положить , .
Для определения и воспользуемся двумя соотношениями: и условием ортогональности векторов и :
(5.14)
где .
Учитывая, что определяется с точностью до числового множителя, положим . Исключив из (5.14) уравнение для определения и получим систему из (n-1) – го нелинейного алгебраического уравнения для определения неизвестных . Задавая произвольно начальное приближения, и решая систему методом итерации, получим:
(5.15)
Для контроля правильности вычисления можно воспользоваться уравнением:
.
Для определения и воспользуемся тремя соотношениями: и условиями ортогональности векторов и , а также векторов и . Далее процесс аналогичен процессу нахождения и и т.д.
Замечание: последующие собственные значения и векторы вычисляются с меньшей точностью, чем предыдущие.