條件數(condition number)

首先引入維基上的解釋

In the field of numerical analysis, the condition number of a function with respect to an argument measures how much the output value of the function can change for a small change in the input argument

也就是說條件數是衡量輸入參數的微小變化對輸出值的影響

A problem with a low condition number is said to be well-conditioned(良態的), while a problem with a high condition number is said to be ill-conditioned(病態的)

例如,對於線性方程Ax=b,如果條件數很大,那麼b的小誤差會導致x產生大誤差,相反,如果條件數很小,那麼x的誤差相對於b的誤差較小。

[條件數的計算]

設e爲b的誤差,A爲非奇異矩陣,則方程解x的相對誤差與b的相對誤差的比率爲
ratio=這裏寫圖片描述
=這裏寫圖片描述 (1)
注意|| ||定義的是矩陣的2-範數,矩陣的範數確定了被該矩陣相乘向量長度的最大可能的放大倍數
matlab中計算範式的指令爲:norm(H),H爲一個矩陣
(1)式的最大值等於這裏寫圖片描述,即爲A的條件數,且有這裏寫圖片描述
matlab中計算條件數的指令爲:cond(H),H爲一個矩陣

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