実線形方程式: 対称正定値帯行列 : (右辺は行列)

LAPACKサンプルソースコード : 使用ルーチン名:DPBSVX

概要

本サンプルはFortran言語によりLAPACKルーチンDPBSVXを利用するサンプルプログラムです。

以下の式を解きます。

\begin{displaymath}
A X = B,
\end{displaymath}

$ A$は対称正定値帯行列です。

\begin{displaymath}
A = \left(
\begin{array}{rrrr}
5.49 & 2.68 & 0 & 0 \\
2...
...1 \\
-5.24 & -25.82 \\
11.83 & 22.90
\end{array} \right).
\end{displaymath}

解のエラー推定値、均衡化についての情報、スケーリングされた行列$ A$の条件数の逆数の推定値も合わせて出力されます。

入力データ

(本ルーチンの詳細はDPBSVX のマニュアルページを参照)
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DPBSVX Example Program Data

  4      1      2           :Values of N, KD and NRHS

  5.49   2.68
         5.63  -2.39
                2.60  -2.22
                       5.17 :End of matrix A

 22.09   5.10
  9.31  30.81
 -5.24 -25.82
 11.83  22.90               :End of matrix B

出力結果

(本ルーチンの詳細はDPBSVX のマニュアルページを参照)
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 DPBSVX Example Program Results

 Solution(s)
             1          2
 1      5.0000    -2.0000
 2     -2.0000     6.0000
 3     -3.0000    -1.0000
 4      1.0000     4.0000

 Backward errors (machine-dependent)
       8.6E-17    1.1E-16

 Estimated forward error bounds (machine-dependent)
       2.0E-14    2.8E-14

 Estimate of reciprocal condition number
       1.3E-02

 A has not been equilibrated

ソースコード

(本ルーチンの詳細はDPBSVX のマニュアルページを参照)

※本サンプルソースコードのご利用手順は「サンプルのコンパイル及び実行方法」をご参照下さい。

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このソースコードをダウンロード
    Program dpbsvx_example

!     DPBSVX Example Program Text

!     Copyright 2017, Numerical Algorithms Group Ltd. http://www.nag.com

!     .. Use Statements ..
      Use lapack_example_aux, Only: nagf_file_print_matrix_real_gen
      Use lapack_interfaces, Only: dpbsvx
      Use lapack_precision, Only: dp
!     .. Implicit None Statement ..
      Implicit None
!     .. Parameters ..
      Integer, Parameter :: nin = 5, nout = 6
      Character (1), Parameter :: uplo = 'U'
!     .. Local Scalars ..
      Real (Kind=dp) :: rcond
      Integer :: i, ifail, info, j, kd, ldab, ldafb, ldb, ldx, n, nrhs
      Character (1) :: equed
!     .. Local Arrays ..
      Real (Kind=dp), Allocatable :: ab(:, :), afb(:, :), b(:, :), berr(:), &
        ferr(:), s(:), work(:), x(:, :)
      Integer, Allocatable :: iwork(:)
!     .. Intrinsic Procedures ..
      Intrinsic :: max, min
!     .. Executable Statements ..
      Write (nout, *) 'DPBSVX Example Program Results'
      Write (nout, *)
      Flush (nout)
!     Skip heading in data file
      Read (nin, *)
      Read (nin, *) n, kd, nrhs
      ldb = n
      ldx = n
      ldab = kd + 1
      ldafb = kd + 1
      Allocate (ab(ldab,n), afb(ldafb,n), b(ldb,nrhs), berr(nrhs), ferr(nrhs), &
        s(n), work(3*n), x(ldx,nrhs), iwork(n))

!     Read the upper or lower triangular part of the band matrix A
!     from data file

      If (uplo=='U') Then
        Read (nin, *)((ab(kd+1+i-j,j),j=i,min(n,i+kd)), i=1, n)
      Else If (uplo=='L') Then
        Read (nin, *)((ab(1+i-j,j),j=max(1,i-kd),i), i=1, n)
      End If

!     Read B from data file

      Read (nin, *)(b(i,1:nrhs), i=1, n)

!     Solve the equations AX = B for X
      Call dpbsvx('Equilibration', uplo, n, kd, nrhs, ab, ldab, afb, ldafb, &
        equed, s, b, ldb, x, ldx, rcond, ferr, berr, work, iwork, info)

      If ((info==0) .Or. (info==n+1)) Then

!       Print solution, error bounds, condition number and the form
!       of equilibration

!       ifail: behaviour on error exit
!              =0 for hard exit, =1 for quiet-soft, =-1 for noisy-soft
        ifail = 0
        Call nagf_file_print_matrix_real_gen('General', ' ', n, nrhs, x, ldx, &
          'Solution(s)', ifail)

        Write (nout, *)
        Write (nout, *) 'Backward errors (machine-dependent)'
        Write (nout, 100) berr(1:nrhs)
        Write (nout, *)
        Write (nout, *) 'Estimated forward error bounds (machine-dependent)'
        Write (nout, 100) ferr(1:nrhs)
        Write (nout, *)
        Write (nout, *) 'Estimate of reciprocal condition number'
        Write (nout, 100) rcond
        Write (nout, *)
        If (equed=='N') Then
          Write (nout, *) 'A has not been equilibrated'
        Else If (equed=='Y') Then
          Write (nout, *) &
            'A has been row and column scaled as diag(S)*A*diag(S)'
        End If

        If (info==n+1) Then
          Write (nout, *)
          Write (nout, *) 'The matrix A is singular to working precision'
        End If
      Else
        Write (nout, 110) 'The leading minor of order ', info, &
          ' is not positive definite'
      End If

100   Format ((3X,1P,7E11.1))
110   Format (1X, A, I3, A)
    End Program


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