Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Gia_20.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
242.71 Кб
Скачать

Связанные определения

  • Матрицу   называют характеристической матрицей матрицы А.

  • Уравнение   называют характеристическим уравнением матрицы A.

Свойства

  • Для матрицы  , характеристический многочлен имеет степень  .

  • Все корни характеристического многочлена матрицы являются её собственными значениями.

  • Теорема Гамильтона — Кэли: если   — характеристический многочлен матрицы  , то  .

  • Характеристические многочлены подобных матриц совпадают:  .

  • Если A и B — две  -матрицы, то  . В частности, отсюда вытекает, что tr(AB)=tr(BA) и det(AB)=det(BA).

  • В более общем виде, если A —  -матрица, а B —  -матрица, причем m<n, так что AB и BA — квадратные матрицы размеров m и n соответственно, то

.

52 Жорданова нормальная форма

Жорданова матрица (нормальная жорданова форма) — одно из фундаментальных понятий линейной алгебры, имеющее большое число приложений в различных разделах математики и физики.

Жордановой матрицей называется квадратная блочно-диагональная матрица над полем  , с блоками вида

при этом каждый блок   называется жордановой клеткой с собственным значением   (собственные значения в различных блоках, вообще говоря, могут совпадать).

Для произвольной квадратной матрицы   над алгебраически замкнутым полем   (например, полем комплексных чисел  ) всегда существует квадратная невырожденная (т.е. обратимая, с отличным от нуля определителем) матрица   над  , такая, что

является жордановой матрицей. При этом матрица   называется жордановой формой (или жордановой нормальной формой) данной матрицы  . В этом случае также говорят, что жорданова матрица   в поле   подобна (или сопряжена) данной матрице  . И наоборот, в силу эквивалентного соотношения

матрица   подобна в поле   матрице  . Нетрудно показать, что введённое таким образом отношения подобия является отношением эквивалентности и разбивает множество всех квадратных матриц заданного порядка над данным полем на непересекающиеся классы эквивалентности.

Жорданова форма матрицы определена не однозначно, а с точностью до порядка жордановых клеток. Точнее, две жордановы матрицы подобны над   в том и только в том случае, когда они составлены из одних и тех же жордановых клеток и отличаются друг от друга лишь расположением этих клеток на главной диагонали.

Свойства

  • Количество жордановых клеток порядка   с собственным значением   в жордановой форме матрицы   можно вычислить по формуле

где   — единичная матрица того же порядка что и  , символ   обозначает ранг матрицы, а  , по определению, равен порядку  .

  • Вышеприведённая формула следует из равенства

  • В случае если поле   не является алгебраически замкнутым, для того чтобы матрица   была подобна над   некоторой жордановой матрице, необходимо и достаточно, чтобы поле   содержало все корни характеристического многочлена матрицы  .

  • У эрмитовой матрицы все жордановы клетки имеют размер 1.

  • Является матрицей линейного оператора в каноническом базисе.

  • Жордановы формы двух подобных матриц совпадают с точностью до порядка клеток.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]