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为什么用Cholesky分解求正定矩阵比用numpy求正定矩阵慢?

Cholesky分解是一种用于求解正定矩阵的分解方法,而numpy是Python中常用的数值计算库。在求解正定矩阵时,Cholesky分解相比于numpy的方法可能会更慢,原因如下:

  1. 算法复杂度:Cholesky分解的算法复杂度为O(n^3),其中n为矩阵的维度。而numpy中的求解正定矩阵的方法可能采用更高效的算法,例如基于LU分解或特征值分解的方法,其算法复杂度可能更低。
  2. 实现方式:numpy是经过高度优化的数值计算库,底层使用C或Fortran等编程语言实现,能够充分利用底层硬件资源,提供高效的矩阵运算。而Cholesky分解的实现可能相对简单,没有经过如此高度的优化,因此在性能上可能会有差距。
  3. 应用场景:Cholesky分解主要用于求解正定矩阵的逆、线性方程组的解等问题,适用于需要精确求解的场景。而numpy提供了更广泛的数值计算功能,适用于各种科学计算和数据分析任务,因此在求解正定矩阵时可能会采用更通用的方法。

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Cholesky分解

Cholesky分解是一种分解矩阵的方法, 在线性代数中有重要的应用。Cholesky分解矩阵分解一个下三角矩阵以及它的共轭转置矩阵的乘积(那实数界来类比的话,此分解就好像平方根)。...与一般的矩阵分解求解方程的方法比较,Cholesky分解效率很高。Cholesky是生于19世纪末的法国数学家,曾就读于巴黎综合理工学院。Cholesky分解是他在学术界最重要的贡献。...后来,Cholesky参加了法国军队,不久在一战初始阵亡。一、Cholesky分解的条件1、Hermitianmatrix:矩阵中的元素共轭对称(复数域的定义,类比于实数对称矩阵)。...正定矩阵A意味着,对于任何向量x,(x^T)Ax总是大于零(复数域是(x*)Ax>0)二、Cholesky分解的形式可记作A = L L*。其中L是下三角矩阵。L*是L的共轭转置矩阵。...反过来也对,即存在L把A分解的话,A满足以上两个条件。如果A是半正定的(semi-definite),也可以分解,不过这时候L就不唯一了。特别的,如果A是实数对称矩阵,那么L的元素肯定也是实数。

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