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Article

Some efficient methods for computing the determinant of large sparse matrices

Emmanuel Kamgnia (1), Louis Bernard Nguenang (1)
(1) Université de Yaoundé I
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Open on HAL
Imported on
January 22, 2014
Published on
August 3, 2014
Last modified on
March 31, 2025
Special issue 17
Volume 17 - 2014 - Special issue CARI'12
DOI
10.46298/arima.1968
License
https://about.hal.science/hal-authorisation-v1
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813
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2554
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Some efficient methods for computing the determinant of large sparse matrices

Emmanuel Kamgnia (1), Louis Bernard Nguenang (1)
(1) Université de Yaoundé I
Abstract
English
The computation of determinants intervenes in many scientific applications, as for example in the localization of eigenvalues of a given matrix A in a domain of the complex plane. When a procedure based on the application of the residual theorem is used, the integration process leads to the evaluation of the principal argument of the complex logarithm of the function g(z) = det((z + h)I - A)/ det(zI - A), and a large number of determinants is computed to insure that the same branch of the complex logarithm is followed during the integration. In this paper, we present some efficient methods for computing the determinant of a large sparse and block structured matrix. Tests conducted using randomly generated matrices show the efficiency and robustness of our methods.
French
Le calcul de déterminants intervient dans certaines applications scientifiques, comme parexemple dans le comptage du nombre de valeurs propres d’une matrice situées dans un domaineborné du plan complexe. Lorsqu’on utilise une approche fondée sur l’application du théorème desrésidus, l’intégration nous ramène à l’évaluation de l’argument principal du logarithme complexe de lafonction g(z) = det((z + h)I − A)/ det(zI − A), en un grand nombre de points, pour ne pas sauterd’une branche à l’autre du logarithme complexe. Nous proposons dans cet article quelques méthodesefficaces pour le calcul du déterminant d’une matrice grande et creuse, et qui peut être transforméesous forme de blocs structurés. Les résultats numériques, issus de tests sur des matrices généréesde façon aléatoire, confirment l’efficacité et la robustesse des méthodes proposées.
Keywords
English
  • [INFO]Computer Science [cs]
  • [MATH]Mathematics [math]
  • Determinant
  • eigenvalues
  • LU factorization
  • characteristic polynomial
  • Schur complement
  • SPIKE.
French
  • Déterminants
  • valeurs propres
  • polynôme caractéristique
  • factorisation LU
  • complément de Schur
  • SPIKE
Mathematics Subject Classification 2020
  • 65F40 - Numerical computation of determinants
  • 65F50 - Computational methods for sparse matrices
Cited by

Source: OpenCitations

  • On Factorization and Calculation of Determinant of Block Matrices with Triangular Submatrices

    Journal of New Theory

    Authors : Ufuk Kaya ORCID, Fatma Altun ORCID

    Journal reference : Volume , 2024, pp. 30-42

    DOI : 10.53570/jnt.1545032
  • Matrix Functions and the Determinant

    Scientific computation

    Authors : Efstratios Gallopoulos ORCID, Bernard Philippe, Ahmed H. Sameh ORCID

    Journal reference : Volume , 2015, pp. 409-438

    DOI : 10.1007/978-94-017-7188-7_12
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