数学 > 数值分析
[提交于 2025年4月28日
(v1)
,最后修订 2025年6月25日 (此版本, v4)]
标题: 密集和稀疏对称矩阵在任意域上的快速LDL分解
标题: Fast LDL factorization for dense and sparse symmetric matrices over an arbitrary field
摘要: 虽然现有的算法可能用于在矩阵乘法时间内求解一般域上的线性系统,但构造对称三角分解(LDL)的复杂性却相对较少被正式研究。 LDL分解是用于对称矩阵分解的常用工具,与正交方法不同,它可推广到任意域。 我们提供了用于密集和稀疏LDL和LU分解的算法,旨在最小化在一般域上分解的复杂性。 对于$n\times n$矩阵的LDL分解,我们给出一个复杂度为$O(n^\omega)$的算法,其中假设$n\times n$矩阵乘法的复杂度为$O(n^\omega)$,其中$\omega>2$。 对于对应于具有分支宽度$\tau$的图的稀疏矩阵,我们给出一个复杂度为$O(n\tau^{\omega-1})$的算法,以计算隐式形式的LDL,或者如果矩阵接近满秩,则计算显式的LDL。 我们的稀疏LDL算法基于对求解鞍点方程组的零空间方法的适应,这可能有独立的兴趣。 稀疏LDL分解算法还可扩展为计算稀疏LU分解。
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