Eigenwerte der Inversen, inverse Vektoriteration
Zur Startseite "Matrizeneigenwertprobleme"
Vollständiges und partielles Matrizeneigenwertproblem, Ähnlichkeitstransformation, Satz von Schur, Vektoriteration Überführung des Allgemeinen in das Spezielle Matrizeneigenwertproblem, Wahrung der Symmetrie, Beispiel Aussagen über das Spezielle Matrizeneigenwertproblem mit symmetrischer Matrix und das Allgemeine Matrizeneigenwertproblem mit symmetrischen Matrizen Transformation auf Schursche Form, Jacobi- und Givens-Rotationen, Hessenberg-Form und QR-Algorithmus, Verfahren von Jacobi, Lösungen mit Matlab Vektoriteration nach von Mises,  Rayleigh-Quotient, inverse Iteration, Vektoriteration für das Allgemeine Matrizeneigenwertproblem, Simultaniteration, Lösungen mit Matlab Matlab-Functions eig und eigs, vollständiges und partielles Matrizeneigenwertproblem, Beispiel: Eigenschwingungen eines biegesteifen Rahmens

Das spezielle Matrizeneigenwertproblems

Spezielles Matrizeneigenwertproblem

kann durch Multiplikation (von links) mit-1A-1 wie folgt umgeformt werden:

Umformung des speziellen Matrizeneigenwertproblems zum Eigenwertproblem der Inversen

Das Fazit dieser Umformung lautet: Die zur Matrix A inverse Matrix A-1 hat die gleichen Eigenvektoren wie A bei reziproken Eigenwerten.

Für die von-Mises-Iteration bedeutet dies, dass die Iteration

Iterierte Vektoren der von-Mises-Iteration mit der inversen Matrix

gegen den Eigenvektor des kleinsten Eigenwertes von A konvergiert. Dies ist eine besonders wichtige Modifikation des Iterationsverfahrens, weil in der Technischen Mechanik in der Regel gerade der kleinste Eigenwert interessiert (Knicklast, Beullast, Grundfrequenz, ...).

Man kann also zur Suche des kleinsten Eigenwertes entweder vorab die Matrix A invertieren oder aber die Iterationsvorschrift entsprechend

Inverse Vektoriteration

modifizieren, so dass in jedem Schritt ein lineares Gleichungssystem gelöst werden muss. Der Aufwand dafür hält sich in Grenzen, weil sich in jedem Schritt nur die rechte Seite des Gleichungssystems ändert, so dass der aufwändige Teil, die Dreieckszerlegung der Matrix A, nur einmal ausgeführt werden muss.

Der Eigenwert wird auch in diesem Fall zweckmäßig mit dem Rayleighschen Quotienten ermittelt, für symmetrische Matrix A z. B. gilt:

Rauleigh-Quotient für die inverse Vektoriteration

Home02

Homepage “Dankert/Dankert: Technische Mechanik”

Home02

Homepage “WWW - Ergänzung - Vertiefung - WWW”

Mail02

D

Mail202

nkert.de