複素一般化エルミート固有値問題: 帯エルミート定値一般化行列 : (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:ZHBGVX

概要

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

一般化帯エルミート固有値問題 $ A x = \lambda B x$で半開区間 $ (0.0, 2.0]$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}{cccc}
-1.13 & 1.94 - 2.10 i & -1...
... & -0.67 - 0.34 i & -1.10 + 0.16 i & 0.50
\end{array} \right)
\end{displaymath}

及び

\begin{displaymath}
B = \left(
\begin{array}{cccc}
9.89 & 1.08 - 1.73 i & 0 &...
....24 i \\
0 & 0 & -0.33 - 2.24 i & 2.17
\end{array} \right).
\end{displaymath}

入力データ

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

   4             2             1                         :Values of N, KA and KB

   0.0           2.0                                     :Values of VL and VU

 (-1.13, 0.00) ( 1.94,-2.10) (-1.40, 0.25)
               (-1.91, 0.00) (-0.82,-0.89) (-0.67, 0.34)
                             (-1.87, 0.00) (-1.10,-0.16)
                                           ( 0.50, 0.00) :End of matrix A

 ( 9.89, 0.00) ( 1.08,-1.73)
               ( 1.69, 0.00) (-0.04, 0.29)
                             ( 2.65, 0.00) (-0.33, 2.24)
                                           ( 2.17, 0.00) :End of matrix B

出力結果

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

 Number of eigenvalues found =    2

 Eigenvalues
     0.1603  1.7712
 Selected eigenvectors
             1          2
 1      0.1908     0.0494
        0.0137    -0.0045
 
 2      0.1413     0.2505
        0.1012     0.4427
 
 3     -0.0437    -0.9705
       -0.0905     0.0679
 
 4     -0.2135     0.0606
        0.2880    -1.3227

ソースコード

(本ルーチンの詳細はZHBGVX 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 zhbgvx_example

!     ZHBGVX Example Program Text

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

!     .. Use Statements ..
      Use lapack_example_aux, Only: nagf_file_print_matrix_complex_gen
      Use lapack_interfaces, Only: zhbgvx
      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 ..
      Complex (Kind=dp), Allocatable :: ab(:, :), bb(:, :), q(:, :), work(:), &
        z(:, :)
      Real (Kind=dp), Allocatable :: rwork(:), w(:)
      Integer, Allocatable :: iwork(:), jfail(:)
!     .. Intrinsic Procedures ..
      Intrinsic :: max, min
!     .. Executable Statements ..
      Write (nout, *) 'ZHBGVX 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), work(n), z(ldz,m), &
        rwork(7*n), w(n), 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 zhbgvx('Vectors', 'Values in range', uplo, n, ka, kb, ab, ldab, bb, &
        ldbb, q, ldq, vl, vu, il, iu, abstol, m, w, z, ldz, work, rwork, &
        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_complex_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'
      Else
        Write (nout, 100) 'Failure in ZHBGVX. 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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