记矩阵 A=(a1,a2,⋯,an) , 其中 aj 为矩阵 A 的第 j 列;
正交化向量组 a1,a2,⋯,an , 得正交化后的向量组 b1,b2,⋯,bn ;
单位化向量组 b1,b2,⋯,bn , 得单位化后的向量组 q1,q2,⋯,qn , 其中 qj=∣bj∣1bj , j=1,2,⋯,n ;
将正交化的向量组按顺序组成矩阵 Q=(q1,q2,⋯,qn) ;
计算上三角矩阵 R=diag(∣b1∣,∣b2∣,⋯,∣bn∣)⋅C ;
注解
举个例子, 求如下矩阵的QR分解,
A=⎣⎢⎡020212221⎦⎥⎤
解: 由题意有,
令 a1=(0,2,0)T , a2=(2,1,2)T , a3=(2,2,1)T
正交化得
b1=a1=(0,2,0)T , k21=⟨b1,b1⟩⟨a2,b1⟩=21
b2=a2−k21b1 =(2,1,2)T−21(0,2,0)T=(2,0,2)T , k32=⟨b2,b2⟩⟨a3,b2⟩=43 , k31=⟨b1,b1⟩⟨a3,b1⟩=1
b3=a3−k32b2−k31b1 =(2,2,1)T−43(2,0,2)T−1(0,2,0)T=(21,0,2−1)T
单位化得
q1=2(0,2,0)T=(0,1,0)T , q2=22(2,0,2)T=(21,0,21)T , q3=21(21,0,2−1)T=(22,0,2−2)T
从而有
C=⎣⎢⎡100k2110k31k321⎦⎥⎤=⎣⎢⎡10021101431⎦⎥⎤
由 R=diag(∣b1∣,∣b2∣,∣b3∣)⋅C 知
R=⎣⎢⎡20002200021⎦⎥⎤⎣⎢⎡10021101431⎦⎥⎤=⎣⎢⎢⎡200122022321⎦⎥⎥⎤
Q=⎣⎢⎢⎡010210212202−2⎦⎥⎥⎤=⎣⎢⎡010210212102−1⎦⎥⎤