Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 7 074 работающих калькулятора

ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА · ОНЛАЙН

Поворот полярного множителя при изменении параметра

Строит ортогональный и положительно определённый множители полярного разложения, проверяет их произведение и ортогональность. Для калькулятора «Поворот полярного множителя при изменении параметра» задана модель A(t)=A₀+t diag(p,q)=U(t)H(t). Для обратимого оператора U ортогонален и H симметричен положительно определён. При вырождении модель выдаёт понятную ошибку.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
▦
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Поворот полярного множителя при изменении параметра

Ошибка восстановления A=UH0
Ошибка ортогональности U0
Ошибка симметрии H0
det(U)1
След положительного множителя H5,412024
Минимальное собственное значение H1,867859
Проекция Ux по первой координате1,515145
Проекция Ux по второй координате1,644487
U(1,1)0,960824
U(1,2)0,277161
U(2,1)-0,277161
U(2,2)0,960824
H(1,1)3,405381
H(1,2)0,461934
H(2,1)0,461934
H(2,2)2,006643
След матрицы5,2
Определитель матрицы6,62
Матрица [1,1]3,4
Матрица [1,2]1
Матрица [2,1]-0,5
Матрица [2,2]1,8

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Строит ортогональный и положительно определённый множители полярного разложения, проверяет их произведение и ортогональность.

Модель: A(t)=A₀+t diag(p,q)=U(t)H(t). Соблюдайте условия применимости матрицы.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Поворот полярного множителя при изменении параметра

Строит ортогональный и положительно определённый множители полярного разложения, проверяет их произведение и ортогональность. Для обратимого оператора U ортогонален и H симметричен положительно определён. При вырождении модель выдаёт понятную ошибку. Для задачи «Поворот полярного множителя при изменении параметра» матрица построена по явно указанным входным коэффициентам.

В четвёртой группе коэффициенты зависят от параметра t. Вблизи критических значений структуры спектра, определённость или устойчивость могут меняться резко. В частности, модель «A(t)=A₀+t diag(p,q)=U(t)H(t)» определяет, какие алгебраические инварианты можно сравнивать.

Как получаются полярные множители

Любая обратимая вещественная матрица допускает единственное правое полярное разложение A=UH, где U ортогональна, а H=√(AᵀA) симметрична и положительно определена. Для матриц 2×2 вычисление U можно выполнить устойчиво по диагональным и косым суммам. В проверочном примере используется запись «A(t)=A₀+t diag(p,q)=U(t)H(t)», так что при перестановке коэффициентов смысл расчёта меняется.

Для этой модели используется запись «A(t)=A₀+t diag(p,q)=U(t)H(t)». В четвёртой группе коэффициенты зависят от параметра t. Вблизи критических значений структуры спектра, определённость или устойчивость могут меняться резко. Например, на странице «Поворот полярного множителя при изменении параметра» можно изменить A₁₂ и сравнить значение результата с исходным примером.

Что означают исходные числа

Коэффициенты задаются непосредственно: A₁₁ при t=0, A₁₂, A₂₁. Дальше используются A₂₂ при t=0, Изменение A₁₁ на единицу t, Изменение A₂₂ на единицу t, Значение t, Пробный вектор x, Пробный вектор y, Порог невырожденности. Каждое число входит в матрицу, её проверку, выбранный вектор либо критерий численной допустимости. Для этого оператора важно явно указать A₁₁ при t=0, A₁₂, A₂₁: от этих величин зависит матрица и последующий результат.

В примере Начальные значения: A₁₁ при t=0 = 3, A₁₂ = 1, A₂₁ = -0.5, A₂₂ при t=0 = 2, Изменение A₁₁ на единицу t = 0.2, Изменение A₂₂ на единицу t = -0.1, Значение t = 2, Пробный вектор x = 1, Пробный вектор y = 2, Порог невырожденности = 1e-08. Размерность матрицы задана явно — введите коэффициенты в подписанные поля и сравните не только первый результат, но и контрольные инварианты. Например, на странице «Поворот полярного множителя при изменении параметра» можно изменить A₂₁ и сравнить значение результата с исходным примером.

Порядок вычисления

Сначала строится оператор по выбранной модели. Затем рассчитываются Ошибка восстановления A=UH, Ошибка ортогональности U, Ошибка симметрии H. Для симметричного оператора используется устойчивое диагонализующее преобразование; в задачах с дефектностью применяются точные алгебраические критерии. Критерии применяются именно к модели «A(t)=A₀+t diag(p,q)=U(t)H(t)»; при переходе к другой матрице вычислительную постановку нужно проверить заново.

При численных операциях округление производится при выдаче ответа, а промежуточные вычисления идут с двойной точностью. Результат нельзя безоговорочно переносить на матрицы других размеров и с другой структурой. Например, на странице «Поворот полярного множителя при изменении параметра» можно изменить A₂₂ при t=0 и сравнить значение результата с исходным примером.

Чтение результата

Для исходного примера получено: Ошибка восстановления A=UH = 0, Ошибка ортогональности U = 0, Ошибка симметрии H = 0, det(U) = 1. Сопоставление нескольких этих величин помогает увидеть как алгебраическое свойство оператора, так и качество вычисления. Практический контроль проводится для случая «Поворот полярного множителя при изменении параметра», а не для абстрактной матрицы без заданных коэффициентов.

Ортогональная часть может быть отражением, если det(A) отрицателен. В таком случае det(U)=−1, и это нормальный результат. Контролируйте одновременно ||A−UH||, ||UᵀU−I|| и симметрию H. Например, на странице «Поворот полярного множителя при изменении параметра» можно изменить Изменение A₁₁ на единицу t и сравнить значение результата с исходным примером.

Особые случаи и ограничения

Для обратимого оператора U ортогонален и H симметричен положительно определён. При вырождении модель выдаёт понятную ошибку. Отдельно проверяйте входы A₁₁ при t=0, A₁₂, A₂₁: именно они могут приблизить оператор к предельному математическому случаю.

При близких собственных числах геометрическая кратность не определяется только числом совпавших значений. Величины, описывающие невырожденность, трактуйте с учётом установленного допуска. За пределами семейства формула не заменяет общий символический расчёт матриц. Например, на странице «Поворот полярного множителя при изменении параметра» можно изменить Изменение A₂₂ на единицу t и сравнить значение результата с исходным примером.

Для чего применять в практике

В линейных моделях спектр описывает независимые направления, определённость позволяет оценить квадратичный функционал, а число обусловленности — устойчивость расчёта. Полярное разложение разделяет вращательную и растягивающую части. Для оценки полезно отслеживать, как изменение коэффициентов отражается на инвариантах в модели «A(t)=A₀+t diag(p,q)=U(t)H(t)».

Сравнивайте результаты при изменении значимых коэффициентов, особенно если оператор близок к особой точке: Матрица [1,2], Матрица [2,1], Матрица [2,2]. Не используйте результат в качестве доказательства вне указанных ограничений. Например, на странице «Поворот полярного множителя при изменении параметра» можно изменить Значение t и сравнить значение результата с исходным примером.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

A(t)=A₀+t diag(p,q)=U(t)H(t)

Проверенные примеры

Пример с заполненными исходными полями

Начальные значения: A₁₁ при t=0 = 3, A₁₂ = 1, A₂₁ = -0.5, A₂₂ при t=0 = 2, Изменение A₁₁ на единицу t = 0.2, Изменение A₂₂ на единицу t = -0.1, Значение t = 2, Пробный вектор x = 1, Пробный вектор y = 2, Порог невырожденности = 1e-08.

Калькулятор выдаёт: Ошибка восстановления A=UH = 0, Ошибка ортогональности U = 0, Ошибка симметрии H = 0, det(U) = 1. Измените один из параметров и сравните показанные величины.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Введите A₁₁ при t=0, A₁₂, A₂₁, A₂₂ при t=0, Изменение A₁₁ на единицу t, Изменение A₂₂ на единицу t, Значение t, Пробный вектор x, Пробный вектор y, Порог невырожденности.
  2. Расчёт основан на модели «A(t)=A₀+t diag(p,q)=U(t)H(t)». Перед применением проверьте её симметрию, размерность и допустимость выбранных коэффициентов.
  3. Сравните Ошибка восстановления A=UH, Ошибка ортогональности U, Ошибка симметрии H, det(U). При проверке устойчивости отдельно используйте оценку погрешности или невязку.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Чем этот расчёт отличается от простого поиска определителя?

Строит ортогональный и положительно определённый множители полярного разложения, проверяет их произведение и ортогональность. Для обратимого оператора U ортогонален и H симметричен положительно определён. При вырождении модель выдаёт понятную ошибку.

Почему матрица задана определённой формой?

Здесь исследуется конкретное семейство операторов; входные поля определяют все используемые коэффициенты и условия, а не произвольную символьную матрицу.

Как проверить результат?

Пример расчёта приведён на странице. В архив также входят контрольные наборы с независимой проверкой линейной алгебры через NumPy.

Похожие калькуляторы

▦ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА

QR-разложение прямоугольной матрицы — анализ чувствительности

Находит экономное QR-разложение прямоугольной матрицы, проверяет ортогональность Q и ошибку восстановления A=QR. Вычисляется не только решение, но и его изменение относительно невозмущённой системы. Модель A(δ)=[a+δ b; c d; 1 t], Δx=x(δ)−x(0).

▦ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА

QR-разложение прямоугольной матрицы — зависимость от параметра t

Находит экономное QR-разложение прямоугольной матрицы, проверяет ортогональность Q и ошибку восстановления A=QR. Параметр меняет два коэффициента матрицы с противоположными знаками; в особой точке возможен переход ранга. Модель A(t)=[a+t b; c d−t; e 1].

▦ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА

QR-разложение прямоугольной матрицы — матрица неполного ранга

Находит экономное QR-разложение прямоугольной матрицы, проверяет ортогональность Q и ошибку восстановления A=QR. Строки пропорциональны: псевдообращение даёт решение минимальной нормы, обычного обратного оператора нет. Модель A=[a b; ka kb; ca cb], rank(A)≤1.

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_900078/

Предварительный просмотр