一类四元数矩阵方程的循环解及其最佳逼近

本文研究了四元数体上矩阵方程XB = C 的循环解及其最佳逼近问题. 利用循环矩阵的结构表示式, 以及四元数矩阵的复分解, 得到了方程XB = C 的循环解存在条件及其通解形式; 在循环矩阵约束条件下, 给出了该方程的最小二乘解集合; 与此同时, 在最小二乘解集合中, 获得与给定四元数循环矩阵的最佳逼近解. 推广了约束矩阵方程的数值求解范围. 数值算例验证了本文算法的可行性.     

四元数体上Sylvester方程的循环解及其最佳逼近

Sylvester方程AX-XB=C是一类具有广泛应用背景的矩阵方程,本文在四元数体上讨论它的循环解及其最佳逼近问题.主要利用四元数矩阵的实分解和循环矩阵的特定结构,借助Kronecker积把约束四元数矩阵方程转化为实域上的无约束方程,从而得到四元数体上Sylvester方程的循环解存在条件及其通解形式.同时,在循环解集合中,寻找到与预先给定的四元数循环矩阵有极小Frobenius范数的最佳逼近解.数值算例验证了本文方法的可行性.     

一四元数矩阵方程组的最佳逼近解

利用四元数矩阵的广义Frobenius范数和弱圈积,建立一个关于四元数矩阵的实函数并简洁表征其极小值.再用四元数矩阵的奇异值分解和广义Frobenius范数的性质,讨论四元数矩阵方程组[AX,XB]=[C,D]的最小二乘解,得到了解的具体表达式.最后在该方程组的解集合中导出了与给定矩阵的最佳逼近解的表达式.     

线性流形上反对称正交对称矩阵反问题的最小二乘解

该文讨论了线性流形上矩阵方程AX=B反对称正交对称反问题的最小二乘解及其最佳逼近问题. 给出了最小二乘问题解集合的表达式, 得到了给定矩阵的最佳逼近问题的解, 最后给出计算任意矩阵的最佳逼近解的数值方法及算例.     

四元数体上一类矩阵方程的极小范数最小二乘解

借助于四元数体上自共轭矩阵的奇异值分解,给出了四元数矩阵方程AX＋XB＋CXD=F的极小范数最小二乘解.同时,在有解的条件下给出了Hermite最小二乘解及其通解的表达形式.     

四元数Sylvester方程的Toeplitz约束解及其最佳逼近

本文研究了四元数体上Sylvester方程具有Toeplitz矩阵约束解及其最佳逼近问题.利用四元数矩阵的实分解和矩阵Kronecker积,获得四元数Sylvester方程AX-XB=C具有Toeplitz矩阵解的充要条件及其通解表达式.同时在Toeplitz解集合中,得到与预先给定的四元数Toeplitz矩阵有极小Frobenius范数的最佳逼近解.     

线性流形上反对称正交对称矩阵反问题的最小二乘解

该文讨论了线性流形上矩阵方程AX=B反对称正交对称反问题的最小二乘解及其最佳逼近问题．给出了最小二乘问题解集合的表达式，得到了给定矩阵的最佳逼近问题的解，最后给出计算任意矩阵的最佳逼近解的数值方法及算例．     

具有箭形矩阵约束的四元数Sylvester方程求解

箭形矩阵是一类结构简单应用广泛的特殊矩阵,在四元数体上讨论Sylvester方程的箭形矩阵解及其最佳逼近问题.利用四元数矩阵的实分解和箭形矩阵的特征结构,借助Kronecker积把约束四元数矩阵方程转化为实域上无约束方程,从而得到四元数Sylvester方程AX-XB=C具有一般箭形解和自共轭箭形解的充要条件及其通解表达式.同时在相应的解集合中,获得与预先给定的四元数箭形矩阵有极小Frobenius范数的最佳逼近解.     

一类广义Sylvester方程的反对称最小二乘解及其最佳逼近

本文利用矩阵的奇异值分解(SVD),给出了广义Sylvester矩阵方程AX YA=C反对称解存在的充分必要条件,导出了其反对称解和反对称最小二乘解的表达式,同时在解集合中得到了对给定矩阵的最佳逼近解.     

Hermitian自反矩阵反问题的最小二乘解

本文研究了Hermitian自反矩阵反问题的最小二乘解及其最佳逼近.利用矩阵的奇异值分解理论,获得了最小二乘解的表达式.同时对于最小二乘解的解集合,得到了最佳逼近解.     

An iteration method for the symmetric solutions and the optimal approximation solution of the matrix equation AXB=C

An iteration method is constructed to solve the linear matrix equation AXB=C over symmetric X. By this iteration method, the solvability of the equation AXB=C over symmetric X can be determined automatically, when the equation AXB=C is consistent over symmetric X, its solution can be obtained within finite iteration steps, and its least-norm symmetric solution can be obtained by choosing a special kind of initial iteration matrix, furthermore, its optimal approximation solution to a given matrix can be derived by finding the least-norm symmetric solution of a new matrix equation . Finally, numerical examples are given for finding the symmetric solution and the optimal approximation symmetric solution of the matrix equation AXB=C.     

一类矩阵方程的Hermitian R-对称定秩解

本文研究了矩阵方程AX = B 的Hermitian R-对称最大秩和最小秩解问题. 利用矩阵秩的方法, 获得了矩阵方程AX = B有最大秩和最小秩解的充分必要条件以及解的表达式, 同时对于最小秩解的解集合, 得到了最佳逼近解.     

四元数矩阵方程AX-YB=C的最佳逼近解

本利用四元数矩阵的广义Frobenius范数建立一个关于四元数矩阵的实函数，并讨论了它的极值问题．然后在四元数矩阵方程AX-YB=C的解集合中导出了与给定矩阵的最佳逼近解的表达式．     

Ranks of the common solution to six quaternion matrix equations

A new expression is established for the common solution to six classical linear quaternion matrix equations A 1 X = C 1 , X B 1 = C 3 , A 2 X = C 2 , X B 2 = C 4 , A 3 X B 3 = C 5 , A 4 X B 4 = C 6 which was investigated recently by Wang, Chang and Ning (Q. Wang, H. Chang, Q. Ning, The common solution to six quaternion matrix equations with applications, Appl. Math. Comput. 195: 721-732 (2008)). Formulas are derived for the maximal and minimal ranks of the common solution to this system. Moreover, corresponding results on some special cases are presented. As an application, a necessary and sufficient condition is presented for the invariance of the rank of the general solution to this system. Some known results can be regarded as the special cases of the results in this paper.     

An efficient algorithm for the generalized centro-symmetric solution of matrix equation <Emphasis Type="Italic">A X B</Emphasis> = <Emphasis Type="Italic">C</Emphasis>

In this paper, an iterative algorithm is constructed for solving linear matrix equation AXB = C over generalized centro-symmetric matrix X. We show that, by this algorithm, a solution or the least-norm solution of the matrix equation AXB = C can be obtained within finite iteration steps in the absence of roundoff errors; we also obtain the optimal approximation solution to a given matrix X ₀ in the solution set of which. In addition, given numerical examples show that the iterative method is efficient.     

四元数矩阵方程AX+YA=C的两种最佳逼近解

利用四元数矩阵的广义Frobenius范数建立一个关于四元数矩阵的实函数,并讨论了它的极值问题,然后在四元数矩阵方程AX YA=C的一般解和自共轭解集合中分别导出了与给定相同类型矩阵的最佳逼近解的表达式.     

一类矩阵方程的双对称定秩解及其最佳逼近

本文研究了矩阵方程AX=B的双对称最大秩和最小秩解问题.利用矩阵秩的方法,获得了矩阵方程AX=B有最大秩和最小秩解的充分必要条件以及解的表达式,同时对于最小秩解的解集合,得到了最佳逼近解.     

A Galerkin Approach for Solving Matrix Equations with Hierarchical Matrices

We consider a new approach for computing solutions of certain matrix equations, for example AXA = C, AX + XB = C or AX = I. This approach is based on a variational formulation in the matrix space, employing the Frobenius inner product. Using the space of ℋ²-matrices as trial space leads to a sparse linear system that can be solved by iterative methods to compute an approximate solution of the underlying matrix equation. (© 2013 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)