Main menu

Главные углы между подпространствами: геометрия многомерных пересечений

В классической евклидовой геометрии понятие угла между двумя пересекающимися прямыми или между прямой и плоскостью интуитивно понятно и вычисляется через простое скалярное произведение. Но как математически строго измерить «близость» или «угол» между двумя пятимерными гиперплоскостями в стомерном пространстве? Для решения этой сложнейшей топологической задачи французский математик Камиль Жордан в 1875 году ввел понятие главных (канонических) углов. Главные углы между подпространствами обобщают понятие скалярного произведения на объекты любой размерности, выступая мощнейшим инструментом в компьютерном зрении, отслеживании движущихся объектов, машинном обучении и статистическом корреляционном анализе.

Подробнее

Многолинейная алгебра: тензорные, симметричные и внешние степени пространств

Традиционная линейная алгебра изучает функции одного векторного аргумента (линейные операторы) или двух векторных аргументов (билинейные формы). Однако современная математика и теоретическая физика требуют инструментов для работы с функциями произвольного числа векторных аргументов. Этот раздел математики называется многолинейной алгеброй. Она обобщает понятие линейности на любое количество измерений, создавая конструкции, называемые градуированными алгебрами. Через операции тензорного, симметричного и внешнего произведений многолинейная алгебра объясняет фундаментальные различия между физическими частицами, алгебраическую геометрию многочленов и топологические свойства многообразий.

Подробнее

Методы MINRES и SYMMLQ: элегантность симметричных неопределенных систем

Классический метод сопряженных градиентов (CG) является венцом итерационных методов, но у него есть фатальное ограничение: он работает исключительно для симметричных положительно определенных матриц. Если матрица симметрична, но является неопределенной (имеет как положительные, так и отрицательные собственные значения), метод CG разрушается из-за деления на ноль. В 1975 году Кристофер Пейдж и Майкл Сондерс разработали два шедевральных алгоритма — MINRES (Minimal Residual) и SYMMLQ, которые решили эту проблему. Эти методы сохраняют феноменальную экономичность памяти метода сопряженных градиентов, но при этом гарантированно сходятся для абсолютно любых (в том числе невырожденных неопределенных) симметричных систем огромных размеров.

Подробнее

Соц. сети