两类Jacobi矩阵的特征反问题及其应用

1 引 言 对于Jocobi矩阵(对称三对角矩阵)的特征反问题,文[1]作了相当全面的阐述。纵观已有的成果,基本上集中在由两组频谱或两个特征对(指特征值及相应的特征向量)构造Jaco-bi矩阵的元素这样两类问题上,习惯上称之为频谱型或特征向量型反问题。对于反问题的第三类型——混合型,即由一组频谱数据和一个特征向量构造矩阵元素的问题,尚未见诸文献。此外,Jacobi矩阵的顺序主子阵在Jacobi矩阵的理论中占有十分重要的地位。基于这两点,本文提出并求解了以下两类有关Jacobi矩阵的特征反问题: 问题1 给定(2N—1)个正数0<λ_1~(N)<λ_1~(N-1)<…<λ_1~(1)<λ_2~(2)<…<λ_N~(N),构造如下标准形式的Jacobi矩阵     

由谱数据构造周期Jacobi矩阵

本文研究如下周期Jacobi矩阵特征值问题的反问题: 问题PJP 给定实数列{λ_i}_(i=1)~n和{u_i}_(i=1)~(n-1)及正实数β且满足     

Comparison Results Between Preconditioned Jacobi and the AOR Iterative Method

The large scale linear systems with M-matrices often appear in a wide variety of areas of physical,fluid dynamics and economic sciences.It is reported in[1]that the convergence rate of the IMGS method,with the preconditioner I S_α,is superior to that of the basic SOR iterative method for the M-matrix.This paper considers the preconditioned Jacobi(PJ)method with the preconditioner P=I S_α S_β,and proves theoretically that the convergence rate of the PJ method is better than that of the basic AOR method.Numerical examples are provided to illustrate the main results obtained.     

Invariant Metrics and Laplacians on Siegel-Jacobi Disk

Let Dn be the generalized unit disk of degree n. In this paper, Riemannian metrics on the Siegel-Jacobi disk Dn × C（^m,n） which are invariant under the natural action of the Jacobi group are found explicitly and the Laplacians of these invariant metrics are computed explicitly. These are expressed in terms of the trace form.     

坐标变换与空间微量

坐标变换和空间微量是一个有趣而实用的问题,本文推广了《高等数学》教材中关于重积分换元的Jacobican(雅可比)行列式法,绕开了该法依附于重积分的极限证明方案,给出了坐标变换(含降维坐标变换)时空间微量的统一表达式及其直观几何解释,这些结果在计算重积分时非常简捷实用。     

调和Bergman度量

We have constructed the positive definite metric matrixes for the bounded domains of Rn and proved an inequality which is about the Jacobi matrix of a harmonic mapping on a bounded domain of Rn and the metric matrix of the same bounded domain.     

一种新的求非线性方程组的数值延拓法

针对迭代过程中的Jacobi奇异问题,本文提出了一种新的数值延拓法.通过构造双参数同伦算子,采用可控条件和适当选取参数的方式克服Jacobi奇异性,并分析了方法的收敛性.最后,通过数值实验对比,验证了方法的可行性和优越性.特别是具有可调控越过Jacobi奇异(点、线、面)的优势,从而也在某种程度上解决了数值延拓法严重依赖于初值的问题.     

影响阻尼牛顿法收敛性的两个重要参数

对阻尼牛顿算法作了适当的改进,证明了新算法的收敛性.基于新算法,运用计算机代数系统Matlab,研究了迭代次数k,参数对(μ,λ)与初值x0三者间的依赖关系,研究了病态问题在新算法下趋于稳定的渐变(瞬变)过程.数值结果表明:(1)阻尼牛顿迭代中,参数对(μ,λ)与迭代次数k间存在特有的非线性关系;(2)适当的参数对(μ,λ)与阻尼因子α的共同作用能够在迭代中大幅度地降低病态问题的Jacobi阵的条件数,使病态问题逐渐趋于稳定,从而改变原问题的收敛性与收敛速度.     

二维随机变量函数密度的两种求法

针对一道关于二维随机变量函数求其密度的例题,给出两种求解方法,即分布函数法和雅可比行列式法.     

一个求解条件极值问题的极值点的新方法

利用齐次线性方程组理论,建立了一个求解条件极值问题的极值点的新方法.该方法的优点是:能有效地避免在运用Lagrange乘数法求解条件极值时,因引进了参数而给解方程组带来的困扰.也可以说,对于有些问题我们仅从已知条件入手,不必引进参数就可以直接求得极值点.     

京津地区跨界空气污染问题研究

利用拟合有限体积法研究京津地区跨界空气污染问题,提出碳排放交易条件下的随机微分博弈模型,利用随机最优控制理论推导出合作博弈模型的哈密顿-雅可比-贝尔曼方程,并利用京津地区数据实证分析了算法的实用性和有效性.     

耦合的凝聚态Bose-Einstein方程的双周期解

本文通过引入参数假设,利用雅可比椭圆函数展开法,得到了自散焦的耦合非线性Schr(o)dinger(NLS)方程的四种双周期解(雅可比椭圆函数).     

关于PSD迭代法收敛的充分必要性定理

本文在线性方程组系数矩阵A为相容次序矩阵及A的Jacobi迭代矩阵的特征值μ_j均为实数且μ_j~2<1的条件下,得出了PSD迭代法收敛的充分必要性定理,并由此而得到了一个易于判别的PSD法收敛性定理。     

应用F展开法求KdV方程的周期波解

提出了求非线性数学物理演化方程周期波解的F展开法,该方法可看作最近提出的扩展的Jacobi椭圆函数展开方法的浓缩.直接利用F展开法而不计算Jacobi椭圆函数,我们可同时得到著名的KdV方程的多个用Jacobi椭圆函数表示的周期波解.当模数m→1 时,可得到双曲函数解(包括孤立波解).     

求条件极值的一种新方法

利用线性代数的理论方法，对多元函数求条件极值的拉格朗日乘数法加以改进，建立了求条件极值的一种新方法     

关于实Jacobi群的表示

给定一个实Jacobi群G,我们考虑G的一个Hilbert空间连续表示的范畴,和G的一个Frechet空间光滑表示的范畴．由Mackey理论,它们分别等价于某个实约化群三的两个表示范畴．在这些范畴等价下,我们证明G,表示的光滑化函子和三一表示的光滑化函子是相容的．利用Casselman—Wallach的实约化群光滑表示理论,我们对G的一类光滑表示定义了广义的矩阵系数．为了证明Fourier—Jacobi模型的重数一定理,我们还提出了实Jacobi群的Gelfand—Kazhdan判别法．     

变系数KdV方程组的精确解

将Jacobi椭圆正弦函数展开法与Jacobi椭圆余弦函数展开法引入到变系数KdV方程组的求解中,得到了三组类周期波解．这些解析解在一定条件下退化为类孤波解．     

一种求解时变双线性系统的新方法

本文给出了移位雅可比多项式的乘积运算矩阵,利用该矩阵,将时变双线性系统的状态方程等效变换成一个矩阵代数方程,使其计算量大为减少.通过对实例的计算,获得了令人满意的结果.     

解线性方程组的一种新方法

本文提出一种求解线性方程组的快速Ｊａｃｏｂｉ迭代方法，该方法在通常的串行计算机上比Ｇａｕｓｓ－Ｓｅｉｄｅｌ方法快，而且精度高，它对收敛慢的大型线性计算特别有效。     

SPECTRAL/HP ELEMENT METHOD WITH HIERARCHICAL RECONSTRUCTION FOR SOLVING NONLINEAR HYPERBOLIC CONSERVATION LAWS

The hierarchical reconstruction （HR） [Liu, Shu, Tadmor and Zhang, SINUM ＇07] has been successfully applied to prevent oscillations in solutions computed by finite volume, Runge-Kutta discontinuous Galerkin, spectral volume schemes for solving hyperbolic conservation laws. In this paper, we demonstrate that HR can also be combined with spectral/hp element method for solving hyperbolic conservation laws. An orthogonal spectral basis written in terms of Jacobi polynomials is applied. High computational efficiency is obtained due to such matrix-free algorithm. The formulation is conservative, and essential nomoscillation is enforced by the HR limiter. We show that HR preserves the order of accuracy of the spectral/hp element method for smooth solution problems and generate essentially non-oscillatory solutions profiles for capturing discontinuous solutions without local characteristic decomposition. In addition, we introduce a postprocessing technique to improve HR for limiting high degree numerical solutions.