Кіріспе
Сызықтық алгебрада n есе n матрицасы A және n өлшемді b векторынан пайда болған r ретіндегі Крылов субкеңізі - b кескіндерімен A-ның бірінші r күштерінде (атап айтқанда,
In linear algebra, the order r Krylov subspace generated by an n by n matrix A and a vector b of dimension n is the linear subspace spanned by the images of b under the first r powers of A (starting from ), that is,
Өмірбаян
Бұл тұжырымдаманың атауы орыс қолданбалы математигі және теңіз инженері Алексей Крыловтың атымен аталған, ол бұл тұжырымдама туралы 1931 жылы мақала жариялаған.
Қасиеттері
. Егер , барлық үшін , және Крылов кіші кеңістігінің ең үлкен өлшемдері болса, онда сызықтық тәуелсіз болайық. Ең үлкен өлшем қанағаттандырады және қарастырайық , мұнда ең аз полиномиал бар. Сонымен қатар, кез келген үшін , бұл шекті тығыз, яғни циклдік субмодуль бар.
Consider , where is the minimal polynomial of We have Moreover, for any , there exists a for which this bound is tight, i. e. is a cyclic submodule generated by of the torsion module , where is the linear space on can be decomposed as the direct sum of Krylov subspaces.
Қолдану
Крылов субкеңістіктері жоғары өлшемді сызықтық алгебра мәселелерінің шамамен шешімін табу үшін алгоритмдерде қолданылады. Арнольди итерациясы сияқты заманауи итерациялық әдістерді үлкен шашыраңқы матрицалардың бір (немесе бірнеше) өзіндік мәндерін табу немесе үлкен сызықтық теңдеулер жүйесін шешу үшін қолдануға болады. Олар матрицалық-матрицалық операциялардан аулақ болуға тырысады, керісінше векторларды матрицаға көбейтіп, алынған векторлармен жұмыс істейді. Бір вектордан бастаймыз, оны есептейміз, содан кейін сол векторды көбейтіп, содан кейін табамыз және т.б. Осылай жұмыс істейтін барлық алгоритмдер Крыловтың субкеңістік әдістері деп аталады; олар сандық сызықтық алгебрада қазіргі кезде ең табысты әдістердің бірі. Бұл әдістер матрицалық вектор көбейтуін есептеу алгоритмі бар жағдайларда , матрицалық еркін әдістерді тудыратын , нақты бейнеленбестен қолдануға болады.
Мәселелер
Әдетте векторлар тез арада қуат итерациясының қасиеттеріне байланысты сызықтық тәуелді болады, сондықтан Крылов субкеңістігіне негізделген әдістер жиі ортогонализация схемасын қамтиды, мысалы, Ланчостың итерациясы Гермиттік матрицалар үшін немесе Арнольдидің итерациясы жалпы матрицалар үшін.
Қолданыстағы әдістер
Ең танымал Крылов субкеңістік әдістері - Конъюгат градиент, IDR ((s) (Индукциялық өлшемді азайту), GMRES (жалпыланған ең төменгі қалдық), BiCGSTAB (биконъюгат градиент тұрақтандырылған), QMR (жақсылықтан ең төменгі қалдық), TFQMR (транспозсыз QMR) және MINRES (ең төменгі қалдық әдісі).