Линейные операторы. Корешков Н.А. - 31 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

где
==
mmm
m
u
aa
aa
AA
U
...
..........
...
1
111
|
ϕ
- матрица ограничения линейного операто-
ра
ϕ
на подпространство U , а BC, - некоторые матрицы с коэффи-
циентами из
k размеров
(
)
mnm
×
и
(
)
(
)
mnmn
×
соответственно.
Если у инвариантного подпространства
U
существует дополни-
тельное инвариантное подпространство
W
, т.е WUV
=
и WW
ϕ
,
то матрица оператора
(
)
VEnd
ϕ
имеет вид:
=
w
u
A
A
A
0
0
ϕ
,
где
=
mmm
m
u
aa
aa
A
...
..........
...
1
111
и
=
+
+++
nnmn
nmmm
w
aa
aa
A
,1,
,11,1
...
.....................
...
- матрицы ограничения ли-
нейного оператора
ϕ
на подпространства
U
и
W
. В этом случае го-
ворят о прямой сумме операторов
wu
ϕ
ϕ
ϕ
=
и прямой сумме мат-
риц
wu
AAA = , соответствующих разложению WUV
=
в прямую
сумму подпространств.
Матрица линейного оператора приобретает совсем простой вид
(является диагональной), если найдутся
n одномерных инвариант-
ных подпространств
i
U таких, что
i
n
i
UV
1=
= ,
Vn dim
=
.
Такие подпространства выделяются специальным определением.
Определение 4.2. Вектор
0,
vVv называется собственным
вектором оператора
(
)
VEnd
k
ϕ
, если для некоторого
k
λ
выпол-
няется соотношение
vv
ϕ
=
. Скаляр
λ
называют собственным
значением оператора
ϕ
.
                   ⎡a11 ...a1m ⎤
 где Au = Aϕ |   = ⎢ .......... ⎥ - матрица ограничения линейного операто-
             U     ⎢               ⎥
                   ⎢⎣a m1 ...a mm ⎥⎦

ра ϕ на подпространство U , а C, B - некоторые матрицы с коэффи-
циентами из k размеров m × (n − m ) и (n − m ) × (n − m ) соответственно.
 Если у инвариантного подпространства U существует дополни-
тельное инвариантное подпространство W , т.е V = U ⊕ W и ϕW ⊆ W ,
то матрица оператора ϕ ∈ End (V ) имеет вид:
                                       ⎡A     0⎤
                                  Aϕ = ⎢ u          ,
                                       ⎣0     Aw ⎥⎦

           ⎡a11 ...a1m ⎤          ⎡a m+1,m+1 ...a m +1,n ⎤
 где Au = ⎢⎢.......... ⎥⎥ и Aw = ⎢⎢..................... ⎥⎥ - матрицы ограничения ли-
           ⎢⎣a m1 ...a mm ⎥⎦      ⎢⎣a n ,m +1 ...a n ,n   ⎥⎦

нейного оператора ϕ на подпространства U и W . В этом случае го-
ворят о прямой сумме операторов ϕ = ϕ u ⊕ ϕ w и прямой сумме мат-
риц A = Au ⊕ Aw , соответствующих разложению V = U ⊕ W в прямую
сумму подпространств.
 Матрица линейного оператора приобретает совсем простой вид
(является диагональной), если найдутся n одномерных инвариант-
                                               n
ных подпространств U i таких, что V = ⊕ U i , n = dim V .
                                              i =1


 Такие подпространства выделяются специальным определением.
 Определение 4.2. Вектор v ∈ V , v ≠ 0 называется собственным
вектором оператора ϕ ∈ End k (V ) , если для некоторого λ ∈ k выпол-
няется соотношение ϕv = λv . Скаляр λ называют собственным
значением оператора ϕ .