Nhân các ma trận tuần hoàn với ma trận đường chéo


8

Để cho Ai, Bilà một chuỗi các ma trận tuần hoàn có kích thướcn×n.

Chúng ta biết rằng ∑i=1nAiBi có thể được tính theo thời gian bậc hai (sử dụng FFT để chéo và thêm ma trận đường chéo và áp dụng IFFT).

Giả sử D là một ma trận đường chéo tùy ý (để đơn giản, hãy để r là ngốc rễ của sự thống nhất và xem xét các yếu tố đường chéo vì tất cả các sức mạnh riêng biệt ít hơn n của r).

Sự phức tạp của ∑i=1nAiDBi? Tôi nghi ngờ nó là bậc hai vì tôi bao gồm cùng một ma trận đường chéo (O(n) điều khoản) trong mỗi nhiệm kỳ.

Xem xét Rmột ma trận tuần hoàn có kích thướcn×n với hàng đầu tiên được làm bằng sức mạnh riêng biệt ít hơn n của r. Để choXi và Yi cho i=1→n được ma trận đường chéo đầy đủ xếp hạng.

Sự phức tạp của ∑i=1nXiRYi? Một lần nữa tôi nghi ngờ đây là bậc hai.

Ma trận D và R được định nghĩa liên quan đến rlà nhân tạo. Tôi đang tìm kiếm trường hợp đường chéo chungDvà tuần hoàn toàn hạng R.

Câu trả lời:


3

Vấn đề này về cơ bản là tương đương với nhân ma trận. Chúng ta hãy nhìn vào∑i=1nXiRYi đầu tiên, ở đâu Xi và Yilà các ma trận đường chéo. NếuA là ma trận với các mục chéo của Xi như i-thth cột, và B là ma trận với các đường chéo của YTôi như Tôi-tháng hàng, sau đó là sản phẩm nhập cảnh của MộtB và R bằng ΣTôi= =1nXTôiRYTôi. Nếu tất cả các mục củaR là khác không (ngay cả khi nó không phải là thứ hạng đầy đủ), sau đó MộtB có thể được xây dựng lại từ ΣTôi= =1nXTôiRYTôi. Do đó độ phức tạp tính toán của bài toán này giống hệt với độ phức tạp tính toán của phép nhân ma trận.

Đối với trường hợp ∑i=1nAiDBi, Ở đâu Ai và Bi là ma trận tuần hoàn, trước tiên chúng ta phải áp dụng FFT cho Ai, Bi và D, để trở lại vụ án ∑i=1nXiRYi. Chúng tôi cần2n+1 FFT kích thước n cho điều này, vì vậy điều này thêm n2log⁡nđến mức phức tạp.
Cũng trong trường hợp này, FFT củaDchỉ có rất ít mục khác không. Trong trường hợp đặc biệt này, độ phức tạp sẽ gấp bốn lần số lượng mục nhập khác không. Điều này có thể xảy ra, nếu mục thứ i trên đường chéo củaD Là ri, Ở đâu r là ngốc rễ của sự thống nhất. Nhưng đã khiD có cùng mục nhưng được hoán vị tùy ý, FFT của D sẽ không thưa thớt (nói chung).

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookie và Chính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.