CHPT21

   Univ. of Tennessee, Univ. of California Berkeley and NAG Ltd..
   November 2006

Purpose

CHPT21  generally checks a decomposition of the form

        A = U S U*

where * means conjugate transpose, A is hermitian, U is
unitary, and S is diagonal (if KBAND=0) or (real) symmetric
tridiagonal (if KBAND=1).  If ITYPE=1, then U is represented as
a dense matrix, otherwise the U is expressed as a product of
Householder transformations, whose vectors are stored in the
array "V" and whose scaling constants are in "TAU"; we shall
use the letter "V" to refer to the product of Householder
transformations (which should be equal to U).

Specifically, if ITYPE=1, then:

        RESULT(1) = | A - U S U* | / ( |A| n ulp ) *and*
        RESULT(2) = | I - UU* | / ( n ulp )

If ITYPE=2, then:

        RESULT(1) = | A - V S V* | / ( |A| n ulp )

If ITYPE=3, then:

        RESULT(1) = | I - UV* | / ( n ulp )

Packed storage means that, for example, if UPLO='U', then the columns
of the upper triangle of A are stored one after another, so that
A(1,j+1) immediately follows A(j,j) in the array AP.  Similarly, if
UPLO='L', then the columns of the lower triangle of A are stored one
after another in AP, so that A(j+1,j+1) immediately follows A(n,j)
in the array AP.  This means that A(i,j) is stored in:

   AP( i + j*(j-1)/2 )                 if UPLO='U'

   AP( i + (2*n-j)*(j-1)/2 )           if UPLO='L'

The array VP bears the same relation to the matrix V that A does to
AP.

For ITYPE > 1, the transformation U is expressed as a product
of Householder transformations:

   If UPLO='U', then  V = H(n-1)...H(1),  where

       H(j) = I  -  tau(j) v(j) v(j)*

   and the first j-1 elements of v(j) are stored in V(1:j-1,j+1),
   (i.e., VP( j*(j+1)/2 + 1 : j*(j+1)/2 + j-1 ) ),
   the j-th element is 1, and the last n-j elements are 0.

   If UPLO='L', then  V = H(1)...H(n-1),  where

       H(j) = I  -  tau(j) v(j) v(j)*

   and the first j elements of v(j) are 0, the (j+1)-st is 1, and the
   (j+2)-nd through n-th elements are stored in V(j+2:n,j) (i.e.,
   in VP( (2*n-j)*(j-1)/2 + j+2 : (2*n-j)*(j-1)/2 + n ) .)

Arguments

ITYPE
(input) INTEGER
Specifies the type of tests to be performed.
1: U expressed as a dense unitary matrix:
   RESULT(1) = | A - U S U* | / ( |A| n ulp )   *and*
   RESULT(2) = | I - UU* | / ( n ulp )

2: U expressed as a product V of Housholder transformations:
   RESULT(1) = | A - V S V* | / ( |A| n ulp )

3: U expressed both as a dense unitary matrix and
   as a product of Housholder transformations:
   RESULT(1) = | I - UV* | / ( n ulp )
UPLO
(input) CHARACTER
If UPLO='U', the upper triangle of A and V will be used and
the (strictly) lower triangle will not be referenced.
If UPLO='L', the lower triangle of A and V will be used and
the (strictly) upper triangle will not be referenced.
N
(input) INTEGER
The size of the matrix.  If it is zero, CHPT21 does nothing.
It must be at least zero.
KBAND
(input) INTEGER
The bandwidth of the matrix.  It may only be zero or one.
If zero, then S is diagonal, and E is not referenced.  If
one, then S is symmetric tri-diagonal.
AP
(input) COMPLEX array, dimension (N*(N+1)/2)
The original (unfactored) matrix.  It is assumed to be
hermitian, and contains the columns of just the upper
triangle (UPLO='U') or only the lower triangle (UPLO='L'),
packed one after another.
D
(input) REAL array, dimension (N)
The diagonal of the (symmetric tri-) diagonal matrix.
E
(input) REAL array, dimension (N)
The off-diagonal of the (symmetric tri-) diagonal matrix.
E(1) is the (1,2) and (2,1) element, E(2) is the (2,3) and
(3,2) element, etc.
Not referenced if KBAND=0.
U
(input) COMPLEX array, dimension (LDU, N)
If ITYPE=1 or 3, this contains the unitary matrix in
the decomposition, expressed as a dense matrix.  If ITYPE=2,
then it is not referenced.
LDU
(input) INTEGER
The leading dimension of U.  LDU must be at least N and
at least 1.
VP
(input) REAL array, dimension (N*(N+1)/2)
If ITYPE=2 or 3, the columns of this array contain the
Householder vectors used to describe the unitary matrix
in the decomposition, as described in purpose.
*NOTE* If ITYPE=2 or 3, V is modified and restored.  The
subdiagonal (if UPLO='L') or the superdiagonal (if UPLO='U')
is set to one, and later reset to its original value, during
the course of the calculation.
If ITYPE=1, then it is neither referenced nor modified.
TAU
(input) COMPLEX array, dimension (N)
If ITYPE >= 2, then TAU(j) is the scalar factor of
v(j) v(j)* in the Householder transformation H(j) of
the product  U = H(1)...H(n-2)
If ITYPE < 2, then TAU is not referenced.
WORK
(workspace) COMPLEX array, dimension (N**2)
Workspace.
RWORK
(workspace) REAL array, dimension (N)
Workspace.
RESULT
(output) REAL array, dimension (2)
The values computed by the two tests described above.  The
values are currently limited to 1/ulp, to avoid overflow.
RESULT(1) is always modified.  RESULT(2) is modified only
if ITYPE=1.

Call Graph

Caller Graph