XLPack 6.1
C/C++ API リファレンスマニュアル
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◆ _dstevr()

void _dstevr ( char  jobz,
char  range,
int  n,
double  d[],
double  e[],
double  vl,
double  vu,
int  il,
int  iu,
double  abstol,
int *  m,
double  w[],
int  ldz,
double  z[],
int  isuppz[],
double  work[],
int  lwork,
int  iwork[],
int  liwork,
int *  info 
)

(MRRR法ドライバ) 固有値・固有ベクトル (対称3重対角行列)

目的
本ルーチンは実対称3重対角行列 T の選択された固有値, および, 必要により固有ベクトルを求める. 必要な固有値の範囲あるいは番号の範囲を指定することにより, 求める固有値・固有ベクトルを選択することができる.

本ルーチンは可能な限り dstemr を呼び出し RRR (Relatively Robust Representations) を使って固有スペクトルを求める. dstemr は dqds アルゴリズムにより固有値を求める. また, 直交固有ベクトルは適切なLDL^T分解(RRR ともいう)より求められる.

引数
[in]jobz= 'N': 固有値のみ求める.
= 'V': 固有値と固有ベクトルを求める.
[in]range= 'A': すべての固有値を求める.
= 'V': 半開区間 (vl, vu] のすべての固有値を求める.
= 'I': il 番目から iu 番目までの固有値を求める.
range = 'V' または 'I' かつ iu - il < n - 1 であれば dstebz および dstein を呼び出す.
[in]n行列Aの行および列数. (n >= 0) (n = 0 の場合, 処理を行わずに戻る)
[in,out]d[]配列 d[ld] (ld >= n)
[in] 対称3重対角行列 A の n 個の対角要素.
[out] d[] には固有値を求める際にオーバーフロー/アンダーフローを避けるための定数係数が乗じられることがある.
[in,out]e[]配列 e[le] (le >= n - 1)
[in] 対称3重対角行列 A の n - 1 個の副対角要素(e[0] 〜 e[n-2]に格納).
[out] e[] には固有値を求める際にオーバーフロー/アンダーフローを避けるための定数係数が乗じられることがある.
[in]vlrange = 'V': 固有値を求める区間の下端. (vl < vu)
range = 'A'または'I': 参照されない.
[in]vurange = 'V': 固有値を求める区間の上端. (vl < vu)
range = 'A'または'I': 参照されない.
[in]ilrange = 'I': 求める最小固有値の番号. (1 <= il <= iu <= n (n > 0 の場合), il = 1, iu = 0 (n = 0 の場合))
range = 'A'または'V': 参照されない.
[in]iurange = 'I': 求める最大固有値の番号. (1 <= il <= iu <= n (n > 0 の場合), il = 1, iu = 0 (n = 0 の場合))
range = 'A'または'V': 参照されない.
[in]abstol固有値の絶対誤差限界.
固有値の近似値は区間[a, b]に入っているときに収束したものとみなされる. この区間の幅は abstol + eps*max(|a|, |b|) に等しいかこれより小さい. ここでepsはマシンイプシロンである. abstol <= 0 の場合, eps*|T|が代わりに使用される. ここで, |T| は行列 A を変換して得られた3重対角行列の1ノルムである.
Demmel および Kahan, "Computing Small Singular Values of Bidiagonal Matrices with Guaranteed High Relative Accuracy", LAPACK Working Note #3. を参照せよ.
高い相対精度が重要な場合は, abstol を dlamch('S') に設定せよ. それにより, 将来のリリースで可能な場合, 固有値が高い相対精度で計算されることが保証される. 現在のコードは高い相対精度を保証するものではないが, 将来のリリースでは保証される. どの行列が固有値を高い相対精度で定義するかの議論については J. Barlow および J. Demmel, "Computing Accurate Eigensystems of Scaled Diagonally Dominant Matrices", LAPACK Working Note #7 を参照せよ.
[out]m求められた固有値の数 (0 <= m <= n)
range = 'A' の場合 m = n, range = 'I' の場合 m = iu - il + 1 となる.
[out]w[]配列 w[lw] (lw >= n)
m 個の求められた固有値が先頭から昇順に入る.
[in]ldz配列 z[][] の整合寸法. (ldz >= 1 (jobz='N'), ldz >= max(1,n) (jobz='V'))
[out]z[][]配列 z[lz][ldz] (lz >= max(1, m))
jobz = 'V': info = 0 の場合, 求められた固有値に対応して z[][] の最初の m 行に行列 A の正規直交固有ベクトルが入る. w[i] に関連する固有ベクトルが z[][] の i 行に入る.
注: 配列 z[][] は少なくてもmax(1, m)行を割り当てること. range = 'V' の場合, m の値をあらかじめ知ることはできないが上限値を使用すること.
[out]isuppz[]配列 isuppz[lisuppz] (lisuppz >= 2*max(1, m))
z[][] の固有ベクトルの非ゼロ要素のインデックスを表す. i(= 1 〜 m)番目の固有ベクトルにおいては isuppz[2*(i-1)] 〜 isuppz[2*(i-1)+1] 番目の要素のみが非ゼロである.
range = 'A' の場合, または, range = 'I' で iu - il = n - 1 の場合に有効である.
[out]work[]配列 work[lwork]
作業領域.
info = 0の場合, work[0]にlworkの最適値を返す.
[in]lwork配列 work[]のサイズ (lwork >= max(1, 20*n))
lwork = -1 の場合, 作業領域サイズの問い合わせとみなし, work[]とiwork[]の最適サイズを求める計算だけを行い, work[0]とiwork[0]にそれらの値を返す.
[out]iwork[]配列 iwork[liwork]
整数作業領域.
info = 0の場合, iwork[0]にliworkの最適値を返す.
[in]liwork配列 iwork[]のサイズ (liwork >= max(1, 10*n))
lwork = -1 の場合, 作業領域サイズの問い合わせとみなし, work[]とiwork[]の最適サイズを求める計算だけを行い, work[0]とiwork[0]にそれらの値を返す.
[out]info= 0: 正常終了
= -1: 入力パラメータ jobz の誤り (jobz != 'V'および'N')
= -2: 入力パラメータ range の誤り. (range != 'A', 'V'および'I')
= -3: 入力パラメータ n の誤り (n < 0)
= -7: 入力パラメータ vu の誤り. (vu <= vl)
= -8: 入力パラメータ il の誤り. (il < 1 または il > n)
= -9: 入力パラメータ iu の誤り. (iu < min(n, il) または iu > n)
= -13: 入力パラメータ ldz の誤り (ldzが小さすぎる)
= -17: 入力パラメータ lwork の誤り. (lworkが小さすぎる)
= -19: 入力パラメータ liwork の誤り. (liworkが小さすぎる)
= > 0: 内部エラー.
出典
LAPACK