Can CG verify that a matrix is positive definite?

To find a answer, I will use CG and its variants (BiCG/FLR) to solve some linear systems $Hx = b$ with respect to different $H$ and $b$.

The CG(Conjugate gradient method) is

function [x] = conjgrad(A,b,x)
    r = b - A*x;
    p = r;
    rsold = r'*r;

    for i = 1:length(b)
        Ap = A*p;
        alpha = rsold/(p'*Ap);
        x = x + alpha*p;
        r = r - alpha*Ap;
        rsnew = r'*r;
        if sqrt(rsnew) < 1e-10
              break;
        end
        p = r + (rsnew/rsold)*p;
        rsold = rsnew;
    end
end

The following examples are designed:

  • Let $H=diag(1,-1)$, $b = (1, 2)$, and $x_0=(0,0)$, CG converges in two steps.
  • Let $H=diag(1,-1)$, $b = (1, 1)$, and $x_0=(0,0)$, CG breaks down in the first step, since $p^TAp = 0$

Conclusion: The convergece of CG method cannot be used to identify if $H$ is positive definite.

  • Let $H=diag(1,-1)$, $b = (1, 2)$, and $x_0=(0,0)$, then $p^TAp <0$ in second step
  • Let $H=diag(1,-1)$, $b = (1, 0)$, and $x_0=(0,0)$, CG converges in the first step, and $p^TAp = 1 >0$ in the first step, therefore no $p^TAp<0$ is encountered.

Conclusion: The value $p^TAp$ is not sufficient to show if $H$ is positive definite.

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 205,236评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,867评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,715评论 0 340
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,899评论 1 278
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,895评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,733评论 1 283
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,085评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,722评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,025评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,696评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,816评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,447评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,057评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,009评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,254评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,204评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,561评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容

  • 我明白我穷其一生 也不过一成不变 我选择就此沉沦 做垂死的飞鸟 好过挣扎无果的麻雀 。 从前我轰轰烈烈孤注一掷 只...
    空酒阅读 205评论 2 7
  • 到达西塘已是下午三点。 下车后找到一家客栈,在景区北大门出门左拐,再往一条小道进去。掌柜的是个姑娘,二...
    雪衣先生阅读 440评论 7 9
  • 开学两个多星期了,前两个星期可谓是战战兢兢地度过,心里最怕的是看到班群里有人说 xxx出成绩了!每次一看到首先是眉...
    若荷_阅读 206评论 0 0