Autor Tema: El problema de valores propios

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17 Diciembre, 2013, 11:05 am
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Petra12

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Hola buenas, no sabemos por donde empezar con este ejercicio. ¿Nos podríais ayudar?

Sea \( A\in{\mathbb{C}}^{n\times n}, x\in{\mathbb{C}^n} \) un vector unitario, \( \mu\in{\mathbb{C}} \) y \( r=Ax-\mu x \) . Demuestra que existe una matriz \( E\in{\mathbb{C}^{n\times n}} \) de rango 1 y \( ||E||_F=||r||_2 \) tal que A+E tiene \( \mu \) como valor propio y x como vector propio asociado. (Este ejercicio nos dice que los valores y vectores propios aproximados que aparecen en el algortimo de las potencias y sus derivados son los de una matriz que se obtiene de A mediante una perturbación de rango 1, y que esta perturbación es tanto más pequeña cuanto menor es la distancia de Ax a \( \mu x \)).

Muchísimas gracias

17 Diciembre, 2013, 12:40 pm
Respuesta #1

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

 Para que \( x \) sea autovector de \( A+E \) asociado al autovalor \( \mu \) tiene que cumplirse que:

\(  (A+E)x=\mu x \)
 
 es decir:

\(  Ex=-(A-\mu x)=-r \) (*)

 Si escogemos \( E \) de rango \( 1 \), todas las filas serán múltiplo de un mismo vector \( u \). En concreto la fila i-ésima será de la forma \( E_i=z_iu \) con \( z_i\in C \), es decir, \( E \) será el producto de dos vectores:

\( E=zu^t \)

 Susituyendo en (*):

 \( zu^tx=-r \)  (**)

Spoiler
Ten en cuenta que u^tx es un número.
[cerrar]

 Comprueba que:

\(  \|E\|_F=\|z\|_2\|u\|_2 \)  (***)

 Exigiendo que \( \|E\|_F=\|r\|_2 \) y usando (**) y (***) intenta terminar...

Saludos.