奇异值分解法:线性方程组的解题利器

奇异值分解 (SVD) 在现代数值分析中扮演着至关重要的角色,其应用领域涵盖统计分析、信号处理、控制理论等多个方面。

对于给定的 m x n 矩阵 A,SVD 将其分解为三个矩阵的乘积:

A = UΣV^H

其中:

  • U 和 V 是酉矩阵,分别对应 m x m 和 n x n 维度。
  • Σ 是一个 m x n 的对角矩阵,其对角线上的元素称为奇异值,并按照降序排列:σ₁ ≥ σ₂ ≥ ... ≥ σᵣ > 0,其中 r 是矩阵 A 的秩。

通过奇异值分解,我们可以直接对原线性方程组进行矩阵变换,从而高效地求解方程组。