非Hermitian正定Toeplitz矩阵的M-步预处理子

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本文主要研究了非Hermitian正定Toeplitz线性方程组Ax=b的预处理共轭梯度法。众所周知,若A是Toeplitz矩阵,那么A存在一循环与反循环分裂A=C+S,其中C为循环矩阵,S为反循环矩阵(记为CSCS)。基于该CSCS分裂,本文得到了A的一个收敛的诱导分裂A=M-N,并在此诱导分裂的基础之上,构造了一个m步多项式预处理子Pm。因为原方程组Ax=b与预处理后的方程组(PmA)*(PmA)x=(PmA)*b同解,所以用共轭梯度法求该解预处理线性方程组。  我们的对预处理线性方程组的谱和收敛率做了理论分析,结果表明:若Toeplitz矩阵A有正定的CSCS分裂,则预处理线性方程组系数矩阵的谱聚集于1。为了验证Pm的有效性,本文做了大量数值实验,实验结果表明,本文提出的m步多项式预处理子Pm,当m=1,2时,均优于T.Chan循环预处理子CT[19];计算复杂度降为O(nlogn).  全文共分五章:  第一章为绪论,介绍了Toeplitz线性方程组的研究背景、研究现状及其研究内容和本论文的创新之处。  第二章为预备知识,介绍了本论文中所涉及到的一些常用定义、引理。  第三章介绍了几类迭代方法,包括最基本的古典迭代法、Krylov子空间投影方法、共轭梯度方法。  第四章研究了非Hermitian正定Toeplitz矩阵的m步多项式预处理子。  第五章为数值实验,验证本文提出的预处理子的有效性。
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