home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #27 / NN_1992_27.iso / spool / sci / engr / control / 302 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-11-22  |  1.8 KB

  1. Path: sparky!uunet!psinntp!kepler1!andrew
  2. From: andrew@rentec.com (Andrew Mullhaupt)
  3. Newsgroups: sci.engr.control
  4. Subject: Re: Solution of matrix Equation AX=XB
  5. Message-ID: <1341@kepler1.rentec.com>
  6. Date: 21 Nov 92 23:21:04 GMT
  7. References: <6611@dciem.dciem.dnd.ca> <3784@news.cerf.net>
  8. Distribution: na
  9. Organization: Renaissance Technologies Corp., Setauket, NY.
  10. Lines: 36
  11.  
  12. In article <3784@news.cerf.net> heimbold@nic.cerf.net (John Heimbold) writes:
  13. >In article <6611@dciem.dciem.dnd.ca> sjm@dciem.dciem.dnd.ca (Stewart Moorehead) writes:
  14. >> calculated. To calculate X, the equation AX=XB must be solved, with A
  15. >> and B being known 4x4 matrices. I have found two methods which claim to
  16. >> solve for X. 
  17.  
  18. To start with, a nonsingular solution X to AX=XB means that A=XBX^-1, and
  19. this means that A and B must be similar. X is available by computing the
  20. normal forms of A and B in this case. Computationally, the Shur
  21. triangularization is probably the best. Note that this allows us to consider
  22. the case where A and B are upper triangular without loss...
  23.  
  24. Now let L be a linear transformation on X defined by 
  25.  
  26.         L[X] = AX - XB
  27.  
  28. and notice that if A and B^T have a common eigenvalue, say
  29.  
  30.         Au = cu,    v^T B = cv^T
  31.  
  32. then the matrix uv^T is an eigenvector of L with eigenvalue (c - d).
  33.  
  34.     L[uv^T] = Auv^T - uv^TB = cuv^T - duv^T = (c-d) uv^T.
  35.  
  36. This means that any common eigenvalue generates a rank one solution,
  37. and any linear combination of these rank one solutions is also a solution.
  38.  
  39. There will be lots of these, even for A and B which are similar, so it only
  40. makes sense to worry about uniqueness of solutions X of maximal rank. If 
  41. A and B are similar, the maximal rank solution X is unique.
  42.  
  43. More on this equation can be found in Gantmacher's _Matrix Theory_ and
  44. Horn and Johnson's _Matrix Analysis_.
  45.  
  46. Later,
  47. Andrew Mullhaupt
  48.