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qr分解的唯一性

QR分解的唯一性取決於矩陣A的性質和分解的要求。以下是關於QR分解唯一性的關鍵點:

存在性與唯一性:

當矩陣A是列滿秩的,即m×n矩陣且m≥n時,存在一個單位列正交矩陣Q和一個上三角矩陣R,使得A=QR。在這種情況下,如果R的對角線元素都是正的,那麼QR分解是唯一的。

如果兩個QR分解存在,即A=Q1R1=Q2R2,並且R1和R2的對角線元素都是正的,那麼Q1和Q2必須是相同的,除了可能相差一個對角元素為±1的對角矩陣。這意味著,在R的對角線元素為正的條件下,QR分解是幾乎唯一的。

套用:

QR分解在求解矩陣A的特徵值、A的逆等問題時非常有用。

它也可以用於解方程Ax=b,當A是滿秩方陣時,解唯一;當Ax=b不相容時,得到的解是最小二乘解。

綜上所述,QR分解在矩陣是列滿秩且要求R的對角線元素為正的條件下是唯一的。這種分解在數學和工程領域有著廣泛的套用,包括但不限於特徵值計算、線性方程組求解等。