範德蒙德矩陣的逆矩陣怎麼計算

時間 2021-05-30 13:43:40

1樓:

目前看到兩種方法:

這種是直接伴隨矩陣暴算:

Vandermonde 矩陣的逆矩陣公式

這一種是用拉格朗日插值來做的:

利用 Lagrange 內插多項式推導 Vandermonde 矩陣的逆矩陣

這裡我要多幾句嘴,因為後一種做法其實和FFT很有關係。考慮乙個係數向量 ,乘上乙個Vandermode矩陣就是 。我們會發現乙個重要的事情,這相當於有多項式 ,然後進行了多點求值得到結果 !

為什麼說這個很有意思,是因為乘上其Vandermode矩陣的逆矩陣就是用 個點插值。

即 那麼用拉格朗日插值公式帶一遍算算,有 。於是很容易得到

.為什麼說和FFT很有關係呢,因為我們意識到DFT的過程就是將係數向量迅速變換為點值向量,IDFT的過程就是將點值向量還原成係數向量. 稍微接觸過FFT的朋友都應該知道,我們在實際用的時候用的是 次單位根 。

令 ,在DFT的時候我們相當於是把係數向量乘上了 。(V就是Vandermode矩陣,也就是 )。那麼IDFT的時候要倒過來也就是乘上 。

然而我們在實現的時候,只要乘上 就行了。我們來嘗試證明一下:

首先有 。令 ,那麼考慮代數基本定理,很容易得到 。

容易得到

順便,這裡極限不能隨便用洛必達。附上 @JetfiRex 神犇犇犇的切題截圖

(我怎麼就想不到直接展開TwT)

考慮分子我們有

於是可以得到。也就是

矩陣元素中的擾動會對其逆矩陣產生多大影響?

記如果矩陣的擾動滿足 那麼我們有 其中 表示對應矩陣的運算元範數。以上是乙個運算元擾動限制在矩陣情形的結果,參見以下文獻中的Theorem 10.1.R.Kress Linear integral equations Third edition.Springer verlag,New York,20...

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