楼上回答了条件数的定义,我就不重复了.条件数事实上表示了矩阵计算对于误差的敏感性.对于线性方程组Ax=b,如果A的条件数大,b的微小改变就能引起解x较大的改变,数值稳定性差.如果A的条件数小,b有微小的改变,x的改变也很微小,数值稳定性好.它也可以表示b不变,而A有微小改变时,x的变化情况.
比如线性方程组
〔1 2 [x = [4
3.999 1] y] 7.999]
的解是(x,y)=(2,1),
而
〔1 2 [x = [4.001
3.999 1] y] 7.998]
的解是(x,y)=(-3.999,4.000)
可见b很小的扰动就引起了x很大的变化,这就是A矩阵条件数大的表现.
一个极端的例子,当A奇异时,条件数为无穷,这时即使不改变b,x也可以改变.奇异的本质原因在于矩阵有0特征值,x在对应特征向量的方向上运动不改变Ax的值.如果一个特征值比其它特征值在数量级上小很多,x在对应特征向量方向上很大的移动才能产生b微小的变化,这就解释了为什么这个矩阵为什么会有大的条件数,事实上,正规阵在二范数下的条件数就可以表示成 abs(最大特征值/最小特征值).