广义逆矩阵开题报告

本科毕业设计(论文)开题报告
题目:模拟退火算法的优化分析与研究
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指导教师:
完成时间:2013 年月日
要求
1、开题报告是毕业设计(论文)的总体构想,由学生在毕业设计(论文)工作前期独立完成。

2、开题报告正文用A4纸打印,各级标题用4号宋体字加黑,正文用小4号宋体字,20磅行距。

3、参考文献不少于5篇(不包括辞典、手册),著录格式应符合GB7714-87《文后参考文献著录规则》要求。

4、年月日等的填写,用阿拉伯数字书写。

要符合《关于出版物上数字用法的试行规定》,如“2005年2月26日”。

5、所有签名必须手写,不得打印。

一.课题研究背景及意义
组合优化问题在工程领域乃至经济领域有着广泛的应用,所以如何获得组合优化问题的最优解一直是人们试图解决的问题。

遗憾的是许多实际问题是NP完全的,严格求解这类问题所需的计算费用将是问题规模的指数形式。

因此,人们常采用的是启发式算法。

启发式算法分为两类:一是从待解决问题的原始数据着手进行构造性求解,另一类是迭代改进现有的解。

构造性方法是根据待解决问题的特征来设计的,很难推广到不同应用领域:迭代改进方法更为一般。

这类算法的结构一般是这样的:从一个初始解开始,产生一个解序列,直到获得满意解为止。

新解的产生规则及终止迭代准则决定了一个具体算法。

这类算法的不足之处是:
1)算法往往终止于局部最优解。

2)最终解取决于初始解的选择及产生新解的规则。

许多启发式算法在做迭代改进时都选择最快的减少目标函数值的策略,也就是所谓的贪心算这种贪心算法往往会导致陷入局部最优解,而不是全局最优解。

为了改善迭代型启发算法的行为,有时选择一批初始解,然后做相同的迭代以获得全局最优解的概率。

也可借助于随机搜索的算法,其特点是随机的产生下一新解。

若新解比当前解的值更低,则将新解作为暂存解。

如果最优解与总解的比例越高,找到最优解的概率也就越大。

故当最优解的数目很大时,随机搜索算法的功能还是很好的。

退火是一种金属热处理工艺,指的是将金属缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却。

目的是降低硬度,改善切削加工性;消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向;细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。

模拟退火算法来源于固体退火原理,将固体加温至充分高,再让其徐徐冷却,加温时,固体内部粒子随温升变为无序状,内能增大,而徐徐冷却时粒子渐趋有序,在每个温度都达到平衡态,最后在常温时达到基态,内能减为最小。

模拟退火算法(SA)作为一种通用的随机搜索算法有着更好的渐进行为。

它是近年来提出的一种适合解大规模组合优化问题通用而有效的近似算法。

它与以往的近似算法相比,具有描述简单、使用灵活、运用广泛、运行效率高和较少受初始条件约束等优点,而且特别适合并行计算,因此具有很高的实用价值。

随着计算机技术的发展和普及,最优化理论和方法在诸多领域都得到了迅速发展和推广。

目前,它已成为现代科学技术中一盒必不可少、重要的数学手段和方法,其应用和发展为诸多领域中非线性问题的解决,提供了坚实而有力的理论和有效的方法。

但是SA算法在求解规模较大的实际问题时,存在着收敛速度慢的特点。

为此人
们也提出了不少改进方法,包括对SA算法中各个函数和参数的重新设计,并行SA 算法,快速SA算法等,但效果仍不是很理想。

SA是一种强大的随机搜索算法,具有对初始点的不依赖性,可以任意选取初始解和随机序列,应用广泛。

SA普及的最重要的原因是在复杂的情况下产生更高质量的解。

在多目标优化领域,SA还处于起步阶段,在种群选择以及如何与Pareto前沿结合等方面,还需要进一步研究,SA具有广阔的发展前景。

二.国内外研究现状
模拟退火算法(Simulated Annealing,SA)最早由Kirkpatrick在1982年提出,应用于组合优化领域,它是基于Monte-Carlo迭代求解策略的一种随机寻优算法,其出发点是基于物理中固体物质的退火过程与一般组合优化问题之间的相似性。

模拟退火算法从某一较高初温出发,伴随温度参数的不断下降,结合概率突跳特性在解空间中随机寻找目标函数的全局最优解,即在局部最优解能概率性地跳出并最终趋于全局最优。

模拟退火算法是一种通用的优化算法,理论上算法具有概率的全局优化性能,目前已在工程中得到了广泛应用,诸如VLSI、生产调度、控制工程、机器学习、神经网络、信号处理等领域。

模拟退火算法在理论上已得到证明,她可以达到全局最优解,所以倍受专家与学者的青睐。

目前,关于模拟退火算法的研究通常分为两类。

第一类是基于有限状态奇异马尔科夫链的有关理论,给出模拟退火算法的某些关于理想收敛的充分条件或充要条件,这些条件在理论上证明了当退火三原则(初始温度足够高,降温速度足够慢,终止速度足够低)满足时,模拟退火算法以概率1达到全局最优解;第二类是针对某些具体问题,给出了模拟退火算法的成功应用。

事实上,正是由于专家和学者对该算法的钻研,才让该算法从经典的模拟退火算法走到了今天的多样型的模拟退火算法,比如快速模拟退火算法,使得该算法的速度和收敛性都得到较大提高,再比如适应性的模拟退火算法,使得该算法具有智能性;再比如现在有些学者提到遗传—模拟退火算法,就是将遗传算法和模拟退火算法二者的优越性结合起来。

不能忽略的是,每种算法的提出都与其应用范围紧密结合,这样才使得改进的算法在其应用领域具有较好的适用性。

由于模拟退火算法从理论上可以达到全局极小值,所以低该算法的研究才更有实际意义,众多学者正在努力钻研使其一般化,使其更具有普遍试用性。

三.毕业设计(论文)的主要内容
1.阅读组合优化问题,模拟退火算法及其改进的相关文献。

2.掌握模拟退火算法的原理与算法实现。

3.讨论模拟退火算法在投资组合优化问题中的应用。

4.对模拟退火算法提出改进想法。

5.简单介绍其他智能算法,比较其优缺点。

四.所采用的方法、手段以及步骤
1.所采用的方法(手段):
1)阅读相关文献,了解毕业设计中会遇到的相关学术概念和基本模型。

2)采用实验和验证的手段:设计简单问题带入模拟退火算法步骤,深入了解其优缺点:验证改进想法。

2.步骤:
1)掌握模拟退火算法的原理和算法。

2)应用模拟退火算法解决一个实际问题。

3)针对应用中显示的缺点,提出自己的改进想法。

4)了解其他智能算法,比较其优缺点。

五.阶段进度计划
1.1-3周:在老师的指导下,完成外文资料的查阅和翻译工作,阅读相关文献,进行课题调研。

2.3-4周:完成开题报告,通过老师的审查。

3.5-8周:研究模拟退火算法(SA),优化组合问题。

了解蚂蚁算法,TSP问题;着重理解SA的原理和算法。

4.9-11周:研究SA的适用性及优缺点,提出改进意见并验证可行性。

5.12 周:对所得结论进行综合分析,整理论文。

6.13周:将毕业论文的初稿交指导老师审核。

7.14周:将毕业论文打印和定稿交指导老师审阅。

8.15周:将毕业论文交评阅老师评阅,做PPT,准备答辩。

9.16周:答辩,并根据审阅意见、评阅意见修改毕业论文。

六.参考文献
[1]Sebastian Sitarz.Ant algorithms and simulated annealing for multicriteria dynamic programming[J].Computers & Operations Research,1988,36:433-441.
[2] Bellman R. Dynamic programming. New Jersey: Princeton University Press:1957.
[3]姚奕荣等.简明运筹学[M].上海:上海大学出版社,2010:21-32.
[4] Brown TA, Strauch RE. Dynamic programming in multiplicative lattices. Journal of Mathematical Analysis and Application 1965;12(2):364–70.
[5]汪荣鑫.随机过程[M].西安:西安交通大学出版社,1988:178-214.
[6]田景文,高美娟.人工神经网络算法研究及应用[M].北京:北京理工大学出版社,2006:90-110.
[7]康立山等.非数值并行算法[M].北京:科学出版社,1994:5-200.
[8]彭韶兵.财务管理[M].北京:高等教育出版社,2003:210-245.
[9]阎平凡,张长水.人工神经网络与模拟进化计算[M].北京:清华大学出版社,1999:210-230.
[10]王凌等.智能优化算法及其应用[M].北京:清华大学出版社,2001:89-115.
[11]蔡自兴,徐光等.人工智能及其应用[M].第四版.北京:清华大学出版社,2010:201-212.
指导教师意见:
指导教师签名:
年月日系(教研室)意见:
主任签字:
年月日。

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Bezout main环上矩阵的广义逆的开题报告

Bezout main环上矩阵的广义逆的开题报告

Bezout main环上矩阵的广义逆的开题报告第一部分:背景与引言广义逆是矩阵理论中的重要概念,它是一种扩展了矩阵逆的概念,在众多领域中都有广泛的应用,如线性代数、最小二乘求解、控制理论等领域。

广义逆的存在性和唯一性问题一直是研究的热点。

其中,主环上的矩阵有其独特的性质,而Bezout主环是一种重要的主环,对于广义逆的研究具有重要意义。

本文将针对Bezout主环上矩阵的广义逆进行研究,探讨其存在性及计算方法,对广义逆的研究提供新的视角与思路。

第二部分:研究内容1. Bezout主环的定义与性质介绍Bezout主环是一种满足Bezout引理的主环,它有着一系列独特的性质。

本文将针对Bezout主环的定义与性质进行介绍,并探讨其在矩阵理论中的应用。

2. Bezout主环上矩阵的广义逆存在性问题针对Bezout主环上矩阵的广义逆存在性问题,本文将运用一系列方法进行研究,探讨其存在性条件,并给出证明。

3. Bezout主环上矩阵广义逆的计算方法针对Bezout主环上矩阵的广义逆计算问题,本文将提出新的计算方法,基于其独特的性质,对广义逆的计算进行简化,提高计算效率。

第三部分:研究意义与预期结果Bezout主环上矩阵的广义逆研究,在矩阵理论中具有重要的理论和实际意义。

本文将提出新的方法与思路,对矩阵广义逆的研究具有独特贡献。

预期结果为:揭示Bezout主环上矩阵广义逆的存在性条件和计算方法,为矩阵理论的深入研究提供新的视角和思路。

第四部分:研究方法与进展计划本文将运用矩阵理论、主环理论、线性代数等方法进行研究,依次实现以下步骤:1. 对Bezout主环的定义与性质进行介绍及研究。

2. 探讨Bezout主环上矩阵的广义逆存在性问题,并通过严格的证明加以支持。

3. 提出Bezout主环上矩阵广义逆的计算方法,并对其进行研究和分析。

进展计划:第一阶段:文献查阅与资料整理(1个月)第二阶段:对Bezout主环的定义与性质进行研究(2个月)第三阶段:探讨Bezout主环上矩阵的广义逆存在性问题(2个月)第四阶段:提出Bezout主环上矩阵广义逆的计算方法(3个月)第五阶段:论文撰写与修改(1个月)第五部分:结论本文将针对Bezout主环上矩阵的广义逆进行研究,探讨其存在性及计算方法。

矩阵应用的开题报告

矩阵应用的开题报告

矩阵应用的开题报告矩阵应用的开题报告引言矩阵是数学中的一种重要工具,广泛应用于各个领域,如物理、工程、计算机科学等。

本次开题报告将探讨矩阵应用的相关问题,并介绍矩阵在实际问题中的应用。

一、矩阵的基本概念和性质1.1 矩阵的定义和表示方法矩阵是一个按照行和列排列的数表,通常用大写字母表示。

例如,一个m行n 列的矩阵A可以表示为A=[aij],其中aij表示矩阵A的第i行第j列的元素。

1.2 矩阵的运算矩阵的运算包括加法、减法和乘法。

矩阵的加法和减法遵循相同维度的矩阵进行逐元素的运算。

矩阵的乘法是指两个矩阵相乘得到一个新的矩阵,其乘法规则需要满足矩阵维度的要求。

1.3 矩阵的转置和逆矩阵矩阵的转置是指将矩阵的行和列互换得到的新矩阵。

逆矩阵是指对于一个可逆矩阵A,存在一个矩阵B,使得A乘以B等于单位矩阵。

二、矩阵在线性代数中的应用2.1 线性方程组的求解线性方程组是指一组线性方程的集合,可以用矩阵的形式表示。

通过矩阵的运算,可以将线性方程组转化为矩阵方程,从而求解未知数的值。

2.2 特征值和特征向量特征值和特征向量是矩阵在线性代数中的重要概念。

特征值表示矩阵在某个方向上的缩放比例,而特征向量则表示该方向上的向量。

2.3 矩阵的奇异值分解矩阵的奇异值分解是将一个矩阵分解为三个矩阵的乘积,其中一个矩阵是正交矩阵,另外两个矩阵是对角矩阵。

奇异值分解在数据分析和图像处理中有广泛的应用。

三、矩阵在计算机科学中的应用3.1 图像处理图像处理是指对图像进行数字化处理的过程,其中矩阵在图像的表示和处理中起到了重要的作用。

通过将图像像素表示为矩阵,可以进行各种图像处理操作,如模糊、锐化、旋转等。

3.2 数据压缩数据压缩是指通过减少数据的冗余性来减小数据的存储空间。

矩阵在数据压缩中的应用主要体现在矩阵的奇异值分解和主成分分析等方法上。

3.3 神经网络神经网络是一种模拟人脑神经元网络的计算模型,其中矩阵在神经网络的权重矩阵和输入矩阵表示中起到了关键作用。

分块矩阵广义逆的表示的开题报告

分块矩阵广义逆的表示的开题报告

分块矩阵广义逆的表示的开题报告
1.研究背景
矩阵广义逆是矩阵求逆的一种推广形式,它解决了很多无法对矩阵求逆的问题。

矩阵广义逆已广泛应用于统计学、最小二乘、数值分析、控制理论等领域。

然而,在实际问题中,矩阵广义逆往往是通过分块矩阵的方式定义的。

因此,我们需要研究分块矩阵广义逆的表示方法。

2.研究目的
本文旨在深入研究分块矩阵广义逆的表示方法,从而为实际应用中的求解问题提供支持。

3.研究内容
本文将从以下两个方面进行研究:
首先,研究分块矩阵广义逆的定义及性质,包括如何求解分块矩阵广义逆、分块矩阵广义逆的唯一性等。

其次,研究分块矩阵广义逆的表示方法,通过对已有文献的整理与分析,总结各种表示方法,比较各种方法的特点,从而找出最优的表示方法。

4.研究方法
本文将综合运用文献研究法、数学分析法、数据分析法等研究方法,收集和整理分块矩阵广义逆的相关文献,运用数学和数据分析方法分析各种方法的优缺点和适用范围,最终得出最优的分块矩阵广义逆表示方法。

5.研究意义
通过本文的研究,可以更深入理解分块矩阵广义逆的概念和性质,特别是分块矩阵广义逆的表示方法,这对于实际问题的分块矩阵广义逆求解具有指导意义。

同时,本文的研究成果也可为其他相关领域的研究提供参考。

矩阵的双加权广义逆的开题报告

矩阵的双加权广义逆的开题报告

矩阵的双加权广义逆的开题报告1. 研究背景在矩阵理论和应用中,广义逆矩阵是一个重要的概念。

它被广泛应用于线性回归、数值计算和控制理论等领域。

在某些应用中,矩阵的逆难以计算或不存在,这时候可以使用广义逆矩阵来求解问题。

广义逆矩阵不是唯一的,有很多种构造方法,比较常用的有摩尔-彭若斯广义逆和达格利斯广义逆。

但是,这些广义逆的构造方法没有考虑到矩阵中不同元素的重要性,因此不能全面而准确地描述矩阵的性质。

为了解决这个问题,Schwartz和Golub提出了一种新的广义逆矩阵,叫做双加权广义逆矩阵。

它考虑了矩阵中不同元素的权重,以更准确地描述矩阵的性质。

这种广义逆矩阵在矩阵理论和应用中具有广泛的应用前景。

2. 研究目的本文的主要目的是研究矩阵的双加权广义逆矩阵,包括理论基础、构造方法、性质和应用。

具体包括以下几个方面:(1)双加权广义逆矩阵的基本概念和定义。

(2)双加权广义逆矩阵的构造方法及其特点。

(3)双加权广义逆矩阵的基本性质,包括封闭性、可重构性、不动点等。

(4)双加权广义逆矩阵的应用,比如矩阵最小二乘和优化问题等。

3. 研究方法本文主要采用文献分析和理论分析的方法,分析和总结已有的相关文献和理论成果,归纳双加权广义逆矩阵的基本概念、构造方法、性质和应用。

同时结合实际问题,探索双加权广义逆矩阵在矩阵理论和应用中的具体应用。

4. 预期结果本文预计可以全面系统地介绍矩阵的双加权广义逆矩阵的基本概念、构造方法、性质和应用,为矩阵理论和应用的发展做出贡献。

同时,本文也可以为矩阵的逆和广义逆矩阵领域提供新的思路和方法,为实际问题的求解提供更加准确和有效的工具。

广义逆矩阵及其应用的开题报告

广义逆矩阵及其应用的开题报告
[11]马秀珍,韩静华.关于几种广义逆矩阵及其应用的探讨[J].沈阳航空工业学院学报,2005.
[12]刘轩黄.某些广义逆矩阵的计算公式[J].江西科学报,1988.
[13]刘轩黄.广义逆矩阵的计算方法[J].江西电力职业技术学院学报.
[14]同济大学应用数学系.矩ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分析[M]同济大学出版社,2005.(3):62-63.
[7]中央财经大学应用数学学院.尹钊,贾尚晖.Moore-Penrose广义逆矩阵与线性方程组的解[J].数学的实践与认识,2009.
[8]李高明,李海鹏.求矩阵奇异值的一种新方法[J].数学的实践与认识,2011.
[9]陈永林.广义逆矩阵的理论与方法[M].南京师范大学出版社,2005年.
[10]周琳.介绍广义逆矩阵及其计算方法[J].本溪治金高等专科学校学报.
研究工作的进度安排
2012年2月12日至2月29日 阅读和搜集相关资料,与指导老师沟通探讨,完成设计的选题.
2012年3月1日至3月10日 完成开题报告,初拟论文提纲.
2012年3月10日至3月31日 反复研读相关的参考文献,理解其中有关定理和使用方法,并在此基础上理清论文的思路.
2012年4月1日至5月10日 撰写论文初稿,完成论文初稿并将其送给指导老师审阅,接受整改意见和建议.
[15]新疆大学数学与系统科学学院.高珍珍.广义逆矩阵及其应用[J].自然科学报,2011.
指导教师意见
签名: 年 月 日
教研室主任意见
签名: 年 月 日
研究的目标和主要内容(不少于400字)
1、 研究目标:
本文通过对广义逆矩阵的概念与定理的引入,使读者对广义逆矩阵有比较全面的认识,了解广义逆矩阵有15种,而应用较多的有五种。并且由所给的定理和公式及具体实例,掌握广义逆矩阵的五种计算方法:①广义逆矩阵的奇异值分解法②广义逆矩阵的最大秩分解法③广义逆矩阵的满秩分解法④初等变换求广义逆矩阵⑤线性方程组求解广义逆矩阵。最后掌握广义逆矩阵在解线性方程组中的应用和了解广义逆在概率统计、数学规划、数值计算以及网络理论等领域的应用。

矩阵的开题报告

矩阵的开题报告

矩阵的开题报告矩阵的开题报告一、引言矩阵是线性代数中一项重要的概念,广泛应用于各个领域,包括物理学、计算机科学、经济学等等。

本次开题报告旨在探讨矩阵的基本概念、性质以及其在现实生活中的应用。

二、矩阵的基本概念1. 定义矩阵是由m行n列的数按照一定的顺序排列形成的一个数表。

其中,m表示矩阵的行数,n表示矩阵的列数。

矩阵中的每一个数称为元素,用小写字母表示。

2. 矩阵的类型矩阵可以按照元素的性质进行分类。

常见的矩阵类型包括零矩阵、对角矩阵、上三角矩阵、下三角矩阵等。

3. 矩阵的运算矩阵之间可以进行加法、减法、数乘等运算。

加法和减法的运算规则与数的加法和减法类似,而数乘则是将矩阵中的每个元素乘以一个数。

三、矩阵的性质1. 矩阵的转置矩阵的转置是将矩阵的行与列对调得到的新矩阵。

转置后的矩阵记作A^T,其中A表示原矩阵。

转置矩阵具有如下性质:(A^T)^T = A,(A + B)^T = A^T +B^T,(kA)^T = kA^T。

2. 矩阵的乘法矩阵的乘法是矩阵运算中的重要操作。

两个矩阵A和B的乘积记作AB,其中A 的列数必须等于B的行数。

矩阵乘法满足结合律,但不满足交换律,即AB≠BA。

3. 矩阵的逆对于一个可逆矩阵A,存在一个矩阵B,使得AB=BA=I,其中I为单位矩阵。

矩阵B称为矩阵A的逆矩阵,记作A^(-1)。

逆矩阵具有如下性质:(A^(-1))^(-1) = A,(kA)^(-1) = (1/k)A^(-1)。

四、矩阵在现实生活中的应用1. 物理学中的矩阵矩阵在物理学中有着广泛的应用。

例如,量子力学中的波函数可以用矩阵表示,从而描述粒子的运动状态。

矩阵的特征值和特征向量也在量子力学中起着重要作用。

2. 计算机科学中的矩阵矩阵在计算机科学中有着诸多应用。

图像处理中常常使用矩阵运算,如图像的旋转、缩放等操作。

矩阵还可以用于表示图的邻接矩阵,从而进行图的遍历和路径搜索。

3. 经济学中的矩阵矩阵在经济学中的应用主要体现在输入产出模型中。

矩阵的广义逆与伪逆


广义逆的计算方 法:基于矩阵的 奇异值分解或 MoorePenrose逆的计 算公式
伪逆的计算方法: 基于矩阵的广义 逆的定义和性质, 通过迭代算法或 优化方法求解
联系:广义逆和 伪逆都是通过一 定的计算方法得 到的矩阵的逆, 具有一些相似的 性质和特征
区别:广义逆和 伪逆在计算方法 和应用场景上存 在差异,广义逆 更适用于解决病 态问题,而伪逆 则更适用于解决 优化问题
广义逆和伪逆在控 制系统优化和鲁棒 控制中的应用
广义逆和伪逆在智 能控制和自适应控 制中的应用
广义逆用于求解线性方程组
伪逆用于支持向量机(SVM) 分类
广义逆用于主成分分析(PCA)
伪逆用于高斯过程回归(GPR)
PART FIVE
广义逆:在一定条 件下,通过矩阵的 运算得到的逆矩阵
伪逆:在一定条件 下,通过矩阵的运 算得到的逆矩阵, 但不一定满足逆矩 阵的定义
联系:广义逆和伪 逆都是通过矩阵的 运算得到的逆矩阵 ,具有一定的相似 性
区别:广义逆满足 逆矩阵的定义,而 伪逆不满足;广义 逆和伪逆在应用场 景和计算方法上存 在差异
定义:广义逆矩阵是线性方程组的解,而伪逆矩阵是广义逆矩阵的一种特 殊形式
条件:广义逆矩阵需要满足一定的条件,而伪逆矩阵不需要
性质:广义逆矩阵具有一些良好的性质,如稳定性、唯一性等,而伪逆矩 阵则不具备这些性质
伪逆的定义 伪逆的性质 伪逆的存在条件 伪逆的应用场景
定义:伪逆矩 阵是广义逆矩 阵的一种,定 义为原矩阵的
MoorePenrose逆
计算方法:使 用高斯-约旦消 元法或QR分解 等数值计算方
法来求解
应用场景:在 统计学、线性 代数、数值分 析等领域有广

矩阵开题报告范文

矩阵开题报告范文一、选题意义1、理论意义:矩阵是数学中的一个重要内容,是线性代数核心。

矩阵的变换是矩阵中一种十分重要的运算,它在解线性方程组求逆矩阵及矩阵理论的探讨中都可起到非常重要的作用。

很多复杂、繁琐的问题经过变换都可以化为简单、易于解决的问题。

因此,矩阵变换是研究代数问题的一个重要工具。

2、现实意义:矩阵变换在物理、力学、信号与信息处理、通信、电子、系统、控制、模式识别、土木、电机、航空航天等众多学科中式最富创造性和灵活性,并起着不可代替的作用。

二、论文综述1、国内外有关研究的综述:矩阵不仅是个数学学科,而且也是许多理工学科的重要数学工具,因此国内外有许多有关于矩阵的研究。

英国数学家西尔维斯特首先使用了“矩阵”一词,他与矩阵论的创立者凯莱一起发展了行列式理论。

1858年,凯莱发表了关于矩阵的第一篇论文《矩阵论的研究报告》。

自此以后,国内外有了许多关于矩阵的研究。

在张贤达所著的《矩阵分析与应用》一书中,就有关于矩阵变换的内容,在第一章中有关于矩阵初等变换的内容,并有初等变换在矩阵方程中的应用,在第四章中也提到了Householder变换和Givens旋转。

美国著名的约翰斯.霍普金斯大学的RogerA.Horn和威廉姆和玛丽学院的CharlesR.Johnson联合编著的《矩阵分析》也有关于矩阵变换的内容,此书主要涉及的是矩阵变换的应用。

国内外关于矩阵变换的研究都取得了很大的进展,为矩阵知识所涉及的各个领域都作出了巨大贡献。

2、本人对以上综述的评价:矩阵理论一直都是各个学科的基本数学工具,矩阵变换是矩阵理论的基础,近年来有许多关于矩阵变换的研究,这些研究将一些繁琐复杂的问题简单化,也极大地推进和丰富了电子信息、航空航天等领域的发展,同时促进了更多的数学家加入到研究矩阵变换的队伍中,这样就使得矩阵变换知识日渐完善,并应用到更多的领域中去。

三、论文提纲前言(一)、矩阵初等变换及应用1、矩阵初等变换的基本概念2、初等变换在方程组中的应用3、初等变换在向量组中的应用(二)、Householder变换及应用1、Householder变换与Householder矩阵2、Householder变换的保范性3、Householder变换算法4、Householder变换在参数估计中的应用(三)、Givens变换及应用1、反射与旋转2、Givens旋转及快速Givens旋转3、Kogbetliantz算法4、Givens变换在图像旋转中的应用四、预期的结果:本论文是在前人研究的基础上就矩阵变换及其应用进行简要讨论,将矩阵变换分为初等矩阵变换、Householder变换、Givens旋转,并将矩阵变换在矩阵、方程组和向量组中的应用进行归纳,希望通过本论文的研究能巩固对矩阵变换知识的掌握,同时熟练运用矩阵变换解决矩阵、方程组和向量组中的繁琐问题,还能将矩阵变换应用于解决实际的问题。

也谈矩阵的广义逆【开题报告】

开题报告信息与计算科学也谈矩阵的广义逆一、综述本课题的研究动态, 说明选题的依据和意义矩阵的现代概念在19世纪逐渐形成. 1801年德国数学家高斯(F.Gauss, 1777~1855把一个线性变换的全部系数作为一个整体. 1844年, 德国数学家爱森斯坦(F.Eissenstein, 1823~1852)讨论了“变换”(矩阵)及其乘积. 1850年, 英国数学家西尔维斯特 (James Joseph Sylvester, 18414-1897)首先使用矩阵一词.1858年英国数学家凯莱(A.Gayley, 1821~1895)发表《关于矩阵理论的研究报告》. 他首先将矩阵作为一个独立的数学对象加以研究, 并在这个主题上首先发表了一系列文章, 因而被认为是矩阵论的创立者, 他给出了现在通用的一系 列定义, 如两矩阵相等, 零矩阵, 单位矩阵, 两矩阵的和, 一个数与一个矩阵的数量积, 两个矩阵的积, 矩阵的逆, 转置矩阵等. 并且凯莱还注意到矩阵的乘法是可结合的, 但一般不可交换, 且*m n 矩阵只能用*n k 矩阵去右乘. 1854年, 法国数学家埃米尔特(C.Hermite, 1822~1901)使用了“正交矩阵”这一术语, 但他的正式定义直到1878年才由德国数学家费罗贝尼乌斯(F.G.Frohenius, 1849~1917)发表. 1879年, 费罗贝尼乌斯引入矩阵秩的概念.矩阵本身所具有的性质依赖于元素的性质, 矩阵由最初作为一种工具经过两个多世纪的发展, 现在已经成为一门数学分支——矩阵论. 而矩阵论又可分为矩阵分解论和广义逆矩阵论等矩阵的现代理论. 矩阵的应用时多方面的, 不仅在数学领域里, 而且在力学, 物理, 科技等方面都有十分广泛的应用.广义逆的概念最早是由I.Fredholm 提出的, 他给出了积分算广义逆的定义, 并称为“伪逆”. 1904年, D.希尔伯特在广义格林函数的讨论中, 含蓄地提出了微分算子的广义逆. 而任意矩阵的广义逆定义最早是由E.H.穆尔在1920年提出的, 他以抽象的形式发表在美国数学会会刊上, 他利用投影矩阵定义了矩阵唯一Moore 的广义逆. 1933年, E.H.Moore 的学生Y .Y.Tseng 又将Moore 广义逆推广到了Hilbert 空间, 提出了Hilbert 空间线性算子的广义逆的概念. 20世纪50年代围绕着某些广义逆的最小二乘性质的讨论重新引起了人们对这个课题的兴趣. 然而, 矩阵的广义逆真正得到迅速的发展并在各个领域获得卓有成效的应用实在1955年英国学者R.Penrose 利用四个矩阵方程(现在称之为Penrose 方程组)给出了广义矩阵的简洁实用的新定义,即矩阵的Moore 广义逆满足以下四个矩阵方程:(1)A AXA =, (2)X XAX =,(3)AX AX =*)(, (4)XA XA =*)(因此, 通常称条件(1)~(4)为Moore-Penrose 条件.近五十年来, 广义逆矩阵的理论和应用得到了迅速发展, 并在其中扮演着不可或缺的角色, 例如微分方程, 数值代数, 线性统计推断, 最优化, 点网络分析, 马尔科夫链, 系统理论, 测量学, 等等, 特别是在研究最小二问题, 长方及病态线性方程问题, 非线性问题, 不适定问题, 马尔科夫链等统计问题, 线性及非线性规划问题等之中, 广义逆是不可缺少的工具. 因此, 至今为止, 矩阵及算子广义逆仍然是国际上非常活跃的一个研究领域. 而且广义逆理论本身以及相关的应用领域盖有很多有待进一步研究. 二、研究的基本内容, 拟解决的主要问题:研究的基本内容:(1)、矩阵广义逆的定义,(2)、矩阵广义逆的基本性质,(3)、矩阵广义逆的求解方法,(4)、矩阵广义逆在解矩阵方程中的应用,(5)、矩阵初等变换在解矩阵方程中的应用.拟解决的主要问题:①了解矩阵广义逆的定义及其性质,②研究矩阵广义逆的计算方法, 并利用矩阵的广义逆求解矩阵方程AXB =, ③通过矩阵初等变换求解矩阵方程AX B =, 并给出了具体的实例.三、研究步骤、方法及措施研究步骤: 1.查阅相关资料, 做好笔记; 2.仔细查看所搜集的文献资料;3.在指导老师的指导下, 确定论文思路;4.翻译一篇外文资料;5.撰写文献综述;6.撰写开题报告;7.修改外文翻译、文献综述、开题报告; 8.撰写毕业论文;9.上交论文初稿; 10.反复修改论文定稿.方法措施: 通过到图书馆, 上网等查阅收集资料, 上中文学术期刊网, 万方数据库查找相关文章, 参考相关内容. 在老师指导下, 通过研究各种方法来解决问题.四、参考文献[1] 邓勇. 长方形矩阵的广义逆矩阵的计算方法[J]. 绵阳师范学院学报, 2008:34~37.[2] 吴有为. 求广义逆矩阵的初等变换法[J]. 数学通报, 1992:26~27.[3] 同济大学应用数学系. 矩阵分析[M]. 同济大学出版社. 2005:153~173.[5] Zhong-peng Yang, Chong-Guang Cao and xian zhang. A matrix inequality on schur complements. J. Appl. Math. & Computing 2005:321~328.[6] Cao Wensheng. Sqlvability of a quaternion matrix equation. Math. J.Chinese Univ. Set. B. 2002:490~498.。

开题报告-矩阵逆的推广及应用

毕业论文开题报告信息与计算科学 矩阵逆的推广及应用一、选题的背景、意义(所选课题的历史背景、国内外研究现状和发展趋势)1. 选题的背景Moore.E.H 是公认的研究广义逆矩阵的第一人,他在美国数学会1920年一个会议报告的摘要中,对任意矩阵定义了广义逆,当时他称之为general reciprocal 。

Moore 关于广义逆的较详细结果发表在Moore(1935)的著名论文中。

于是,许多学者通常把1935年作为广义逆研究的起点。

在这篇论文中,对任意n m ⨯矩阵A ,Moore 用下面两个矩阵方程 )(A R P AX =,)(X R P XA = (1) 来定义广义逆X ,这里)()(X R A R P P 和分别是)()(X R A R 和上的正交投影算子。

在这之后的20多年中,人们对广义逆的研究并未给予应有的重视。

到了二十世纪50年代,一些学者开始注意到广义逆矩阵的最小二乘性质。

Bjerhammar (1951a,1951b )在不知道Moore 结果的情况下,重新提出了广义逆矩阵的概念(他称之为reciprocal matrix ),并注意到了广义逆与线性方程组解的关系。

Bott 和Duffin(1953)在研究电网理论时,引进了一种后来被称为Bott-Duffin 广义逆的逆矩阵。

当时他们称为约束逆(constrained inverse )。

但这时期的研究工作缺少一般性,零散而不系统。

在广义逆研究中,一个重要的里程碑是Penrose (1955)的著名论文。

在这篇文章中,Penrose 以非常简单、直观的形式叙述了广义逆矩阵+A 满足的四个条件(也称Penrose 条件):设nm CA ⨯∈,则满足XA XA AX AX X XAX A AXA ====H H ))(4(;))(3(;)2(;)1( (2)的矩阵nm C X ⨯∈称为矩阵A 的广义逆(其中的共轭转置表示A A H),并证明了(2)式的解是唯一的。

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