Separable Type Representations of Matrices and Fast Algorithms: Volume 2 Eigenvalue Method

این اثر دو جلدی یک مطالعه نظری و محاسباتی سیستماتیک از چندین نوع تعمیم ماتریس های قابل تفکیک ارائه می دهد. توجه اصلی به الگوریتم‌های سریع (بسیاری از پیچیدگی‌های خطی) برای ماتریس‌ها به شکل نیمه جدایی‌پذیر، شبه جداسازی‌پذیر، نواری و همراه است. این کار بر روی الگوریتم‌های ضرب، وارونگی و توصیف ساختار ویژه متمرکز است و شامل تعداد زیادی مثال گویا در سرتاسر فصل‌های مختلف است.

جلد دوم، شامل چهار بخش است، به مسئله مقدار ویژه برای ماتریس‌هایی با ساختار شبه تفکیک‌پذیر و کاربردهایی در مسئله یافتن ریشه چند جمله‌ای می‌پردازد. در بخش اول، ویژگی‌های چندجمله‌ای مشخصه زیرماتریس‌های اصلی، ساختار فضاهای ویژه و روش‌های اساسی برای محاسبه مقادیر ویژه برای ماتریس‌هایی با نمایش شبه تفکیک‌پذیر مرتبه اول به تفصیل مورد مطالعه قرار می‌گیرند. بخش دوم به روش تقسیم و غلبه اختصاص دارد، با الگوریتم‌های اصلی نیز برای ماتریس‌هایی با نمایش شبه تفکیک‌پذیر مرتبه یک مشتق شده‌اند. روش تکرار QR برای برخی از کلاس‌های ماتریس با نمایش‌های شبه تفکیک‌پذیر از هر ترتیب در بخش سوم مورد مطالعه قرار گرفته است. این روش سپس در قسمت آخر به منظور بدست آوردن یک حل کننده سریع برای مسئله ریشه یابی چند جمله ای استفاده می شود. این کار بیشتر بر اساس نتایج به دست آمده توسط نویسندگان و نویسندگان همکار آنها است. به دلیل کاربردهای بسیار مهم و سبک قابل دسترس، متن برای مهندسان، دانشمندان، تحلیلگران عددی، دانشمندان کامپیوتر و ریاضیدانان به طور یکسان مفید خواهد بود.

This two-volume work presents a systematic theoretical and computational study of several types of generalizations of separable matrices. The main attention is paid to fast algorithms (many of linear complexity) for matrices in semiseparable, quasiseparable, band and companion form. The work is focused on algorithms of multiplication, inversion and description of eigenstructure and includes a large number of illustrative examples throughout the different chapters.

The second volume, consisting of four parts, addresses the eigenvalue problem for matrices with quasiseparable structure and applications to the polynomial root finding problem. In the first part the properties of the characteristic polynomials of principal leading submatrices, the structure of eigenspaces and the basic methods to compute eigenvalues are studied in detail for matrices with quasiseparable representation of the first order. The second part is devoted to the divide and conquer method, with the main algorithms being derived also for matrices with quasiseparable representation of order one. The QR iteration method for some classes of matrices with quasiseparable of any order representations is studied in the third part. This method is then used in the last part in order to get a fast solver for the polynomial root finding problem. The work is based mostly on results obtained by the authors and their coauthors. Due to its many significant applications and the accessible style the text will be useful to engineers, scientists, numerical analysts, computer scientists and mathematicians alike.