実一般化対称固有値問題: 帯対称定値一般化行列 : (選択された固有値およびオプショナルで固有ベクトル)

LAPACKサンプルソースコード : 使用ルーチン名:DSBGVX

概要

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

帯対称固有値問題$ A x = \lambda B x$ の半開区間 $ (0.0, 1.0]$の固有値と対応する固有ベクトルを求めます。

\begin{displaymath}
A = \left(
\begin{array}{rrrr}
0.24 & 0.39 & 0.42 & 0  ...
...& 0.65 & -0.33 \\
0 & 0 & -0.33 & 1.17
\end{array} \right).
\end{displaymath}

入力データ

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

  4      2      1            :Values of N, KA and KB

  0.0    1.0                 :Values of VL and VU

  0.24   0.39   0.42
        -0.11   0.79   0.63
               -0.25   0.48
                      -0.03  :End of matrix A
  2.07   0.95
         1.69  -0.29
                0.65  -0.33
                       1.17  :End of matrix B

出力結果

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

 Number of eigenvalues found =    1

 Eigenvalues
     0.0992
 Selected eigenvectors
          1
 1   0.6729
 2  -0.1009
 3   0.0155
 4  -0.3806

ソースコード

(本ルーチンの詳細はDSBGVX 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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    Program dsbgvx_example

!     DSBGVX 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: dsbgvx
      Use lapack_precision, Only: dp
!     .. Implicit None Statement ..
      Implicit None
!     .. Parameters ..
      Real (Kind=dp), Parameter :: zero = 0.0E+0_dp
      Integer, Parameter :: nin = 5, nout = 6
      Character (1), Parameter :: uplo = 'U'
!     .. Local Scalars ..
      Real (Kind=dp) :: abstol, vl, vu
      Integer :: i, ifail, il, info, iu, j, ka, kb, ldab, ldbb, ldq, ldz, m, n
!     .. Local Arrays ..
      Real (Kind=dp), Allocatable :: ab(:, :), bb(:, :), q(:, :), w(:), &
        work(:), z(:, :)
      Integer, Allocatable :: iwork(:), jfail(:)
!     .. Intrinsic Procedures ..
      Intrinsic :: max, min
!     .. Executable Statements ..
      Write (nout, *) 'DSBGVX Example Program Results'
      Write (nout, *)
!     Skip heading in data file
      Read (nin, *)
      Read (nin, *) n, ka, kb
      ldab = ka + 1
      ldbb = kb + 1
      ldq = n
      ldz = n
      m = n
      Allocate (ab(ldab,n), bb(ldbb,n), q(ldq,n), w(n), work(7*n), z(ldz,m), &
        iwork(5*n), jfail(n))

!     Read the lower and upper bounds of the interval to be searched,
!     and read the upper or lower triangular parts of the matrices A
!     and B from data file

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

!     Set the absolute error tolerance for eigenvalues. With abstol
!     set to zero, the default value is used instead

      abstol = zero

!     Solve the generalized symmetric eigenvalue problem
!     A*x = lambda*B*x

      Call dsbgvx('Vectors', 'Values in range', uplo, n, ka, kb, ab, ldab, bb, &
        ldbb, q, ldq, vl, vu, il, iu, abstol, m, w, z, ldz, work, iwork, &
        jfail, info)

      If (info>=0 .And. info<=n) Then

!       Print solution

        Write (nout, 100) 'Number of eigenvalues found =', m
        Write (nout, *)
        Write (nout, *) 'Eigenvalues'
        Write (nout, 110) w(1:m)
        Flush (nout)

!       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, m, z, ldz, &
          'Selected eigenvectors', ifail)

        If (info>0) Then
          Write (nout, 100) 'INFO eigenvectors failed to converge, INFO =', &
            info
          Write (nout, *) 'Indices of eigenvectors that did not converge'
          Write (nout, 120) jfail(1:m)
        End If
      Else If (info>n .And. info<=2*n) Then
        i = info - n
        Write (nout, 130) 'The leading minor of order ', i, &
          ' of B is not positive definite'
        Write (nout, 100) 'Failure in DSBGVX. INFO =', info
      End If

100   Format (1X, A, I5)
110   Format (3X, (8F8.4))
120   Format (3X, (8I8))
130   Format (1X, A, I4, A)
    End Program


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