如何解决用 numpy 在 Gram 矩阵上求解线性方程
考虑这样一种情况,给定一个 MxM 矩阵 A 和一个向量 b,我想解决 inv(A @ A.T) @ b
形式的问题(我知道 A 是可逆的)。
据我所知,使用 solve_*
而不是 inv
总是更快。还有一些变体可以使用 Cholesky 分解来更有效地求解 PSD 矩阵(必须是 A @ A.T
)。
我的问题 - 因为我正在构造矩阵 A @ A.T
只是为了立即将其扔掉 - 是否有更专业的程序可以用 A 的克矩阵求解线性方程而无需构造它?
解决方法
您可以计算 A
的因式分解,然后使用它来求解您的系统。
假设我们要解决
A A^T x = b
对于x
。
计算 A=LU
的因式分解。
然后为 Ay=b
求解 y
。
然后为 A^T x = y
求解 x
。
这样您就不必计算矩阵 A^T A
。
请注意,如果有 A=LU
的因式分解,则可以有效地求解 Ax=b
以及 A^T x=b
的 x
。
这是因为 A^T=U^T L^T
又是一个下三角矩阵的因式分解。
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