Analisi numerica complessa


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Quali situazioni di analisi numerica diventano più / meno stabili, hanno una convergenza più veloce / più lenta o sono piuttosto diverse quando si tratta di funzioni di variabili complesse anziché di variabili reali?


La tua domanda è solo un po 'vaga ... Potresti suggerire una particolare "situazione" o "algoritmo" che avevi in ​​mente? Ci aiuterebbe molto a rispondere alla tua domanda.
Paul

L'unico caso in cui un complesso viene visualizzato il numero di valori numerici che conosco sono equazioni di Maxwell, ma non v'è alcuna difficoltà intrinseca solo da alcuni numeri che sono in . Tuttavia, se sostituisci tutti i numeri complessi con vettori o matrici reali, allora vedi la moltiplicazione per un numero complesso diventa la moltiplicazione per una matrice obliqua-simmetrica. Non dire se questo implica qualcosa. C
shuhalo,

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@Martin: il campo complesso è la cornice naturale dei polinomi a causa del teorema fondamentale dell'algebra. Poiché gli autovalori di una matrice sono le radici del suo polinomio caratteristico e sono generalmente complessi anche per le matrici reali, l'algebra lineare è costruita naturalmente in cima al campo complesso.
Jack Poulson il

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D'altra parte, testimonia ad esempio l'algoritmo QR a doppio turno, che sposta due volte proprio per evitare l'uso dell'aritmetica complessa. Testimonianza anche dell'algoritmo quadratico di Jenkins-Traub, progettato per trovare radici complesse di polinomi una coppia coniugata alla volta ...
JM,

Sono un po 'lacerato su questo perché per aggiungere ancora più confusione al mix, ci sono momenti in cui i numeri complessi sono sostanzialmente trattati come coppie di numeri reali ai fini della contabilità.
Geoff Oxberry,

Risposte:


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La differenziazione numerica complessa è stabile, diversamente dalla differenziazione numerica reale.

Vedi pagine 32-33 di "Analisi complesse applicate e computazionali" vol 3, Peter Henrici,

"L'approssimazione derivativa complessa", JOAQUIM RRA MARTINS, PETER STURDZA e JUAN J. ALONSO,

e questo articolo di Wikipedia sui metodi variabili complessi per la differenziazione numerica.


Inoltre, l'uso numerico della formula di differenziazione di Cauchy è talvolta un algoritmo praticabile. Vedi anche i metodi di Lyness e altri che dipendono dalla rapida trasformata di Fourier per calcolare i coefficienti di Taylor di una funzione (cioè valutare una sequenza di derivati ​​ad un dato valore).
JM,

Per curiosità, oltre all'articolo di Wikipedia, ci sono risorse online che potresti indicarci?
Geoff Oxberry,

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@Geoff: questo e questo accordo con l'approccio di Lyness alla differenziazione; questo articolo di Squire e Trapp è l'articolo originale che descrive in dettaglio l'approccio del "passaggio complesso" alla differenziazione numerica.
JM,

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L'aritmetica a intervallo complesso utilizza diversi tipi di intervallo, ad esempio rettangolare o circolare, quindi c'è più da considerare rispetto all'uso di intervalli reali.

"Aritmetica a intervallo complesso e sue applicazioni", Miodrag Petković, Ljiljana Petković


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Perché rispondere alla tua domanda tre volte invece di rispondere con tutti e tre i commenti contemporaneamente?
Jack Poulson,

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Un articolo:

"Algoritmi numerici basati sulla teoria della variabile complessa", JN Lyness - Atti del 22 ° congresso nazionale del 1967, 1967

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