Biconjugate gradient method (original) (raw)
In mathematics, more specifically in numerical linear algebra, the biconjugate gradient method is an algorithm to solve systems of linear equations Unlike the conjugate gradient method, this algorithm does not require the matrix to be self-adjoint, but instead one needs to perform multiplications by the conjugate transpose A*.
| Property | Value |
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| dbo:abstract | Das BiCG-Verfahren ist ein iteratives numerisches Verfahren zur approximativen Lösung eines linearen Gleichungssystems , . Es wird eingesetzt, wenn die Matrix zu groß für die Verwendung von direkten Methoden ist. BiCG steht dabei für bikonjugierte Gradienten (im Englischen biconjugate gradients). Das Verfahren basiert auf der Dreitermrekursion des unsymmetrischen Lanczos-Verfahrens. Das BiCG-Verfahren wurde 1974 durch Roger Fletcher eingeführt. Der Algorithmus wird in der Praxis selten verwendet, da er ziemlich instabil und anfällig für Rundungsfehler ist. Er ist unbestritten theoretisch interessant, denn er stellt den Ausgangspunkt der Entwicklung der LTPM, der Lanczos-type product methods (Lanczos-artigen Produkt-Methoden) dar. Dazu zählen das (noch stärker instabile) CGS-Verfahren und als Versuch der Stabilisierung des CGS-Verfahrens das (ebenfalls ziemlich instabile) von Henk van der Vorst. Unter den Experten gibt es zwei Lager. Die einen glauben, dass eine bessere Fehleranalyse der Verfahren Gründe für die Instabilitäten aufzeigen würde und damit zumindest für Spezialfälle zu stabilen Verfahren führen würde, die anderen glauben, dass diese Verfahren niemals stabil sein können, und verwenden daher eher GMRES mit Verfeinerungen. Als Faustregel lässt sich festhalten: Anwender und kommerzielle Softwarepakete verwenden angepasste direkte Methoden, viele Forscher und Universitäten arbeiten mit den LTPM in allerlei Varianten. Es hilft beim Verständnis des Algorithmus, von zwei zu lösenden Gleichungssystemen der Gestalt und auszugehen, wobei eine (im Allgemeinen nicht-hermitesche) quadratische Matrix und und gegebene rechte Seiten sind. Eigentlich ist man meist nur an der Lösung des ersten genannten Gleichungssystems interessiert. Gegeben seien ferner zwei Näherungslösungen und . Das Verfahren kommt in vielen verschiedenen Varianten daher, namentlich genannt seien BiOres, BiOmin und BiOdir. Diese Varianten resultieren aus den unterschiedlichen Ansätzen für Krylow-Unterraum-Verfahren und sind mit den Varianten Ores, Omin und Odir des CG-Verfahrens verwandt. Die bekannteste Variante ist BiOmin und verwendet neben den rechten und linken Residuen und ein Paar bikonjugierte Richtungen und zur Residuenminimierung. (de) In mathematics, more specifically in numerical linear algebra, the biconjugate gradient method is an algorithm to solve systems of linear equations Unlike the conjugate gradient method, this algorithm does not require the matrix to be self-adjoint, but instead one needs to perform multiplications by the conjugate transpose A*. (en) En mathématiques, plus spécifiquement en analyse numérique, la méthode du gradient biconjugué est un algorithme permettant de résoudre un système d'équations linéaires Contrairement à la méthode du gradient conjugué, cet algorithme ne nécessite pas que la matrice soit auto-adjointe, en revanche, la méthode requiert des multiplications par la matrice adjointe . (fr) Метод бисопряжённых градиентов (англ. Biconjugate gradient method, BiCG) — итерационный численный метод решения СЛАУ крыловского типа. Является обобщением метода сопряжённых градиентов. (ru) |
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