QR 分解把矩阵拆成正交矩阵乘上三角 :把一组向量「先摆正、再记录摆法」。它是 Gram–Schmidt 正交化的矩阵形态,也是最小二乘与特征值迭代的数值引擎。

定义:正交化的矩阵形态

来源正是正交与正交基的 Gram–Schmidt 流程:对 的列逐个减去已生成方向上的投影,得到的正交列装进 ,投影系数(正交基展开系数)装进 。列满秩时分解唯一。

Gram–Schmidt 数值性质差(连续减投影丢失正交性),实践用 Householder 反射:每步用一个镜面反射把一列「拍」到坐标轴上,正交性稳定保持;Givens 旋转则适合稀疏矩阵,只转需要动的平面。这是「数学上等价、数值上分层」的经典案例。

主战场:最小二乘与 QR 迭代

最小二乘是主战场。超定方程 ( 列满秩)取法方程 ,用 化简:

上三角回代即解,绕开法方程把条件数平方的坑(详见伪逆与最小二乘)。

QR 迭代求全谱特征值:反复 、,配合位移收敛到对角(特征值落座)——工业级特征值求解器的内核,衔接特征值与特征向量。

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