Линейные операторы. Корешков Н.А. - 53 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

=
1100
0100
0011
0001
ϕ
B .
Кроме того, мы получили матрицу перехода
T
к жорданову бази-
су, которая осуществляет подобие матриц
ϕ
A и
ϕ
B , т.е.
TATB
ϕϕ
1
=
,
=
0010
0110
1010
1011
T
.
Вопрос единственности жордановой формы решается с помощью
формулы для количества жордановых клеток данного размера.
Теорема 9.2. Пусть
)(
j
i
λ
κ
- количество жордановых клеток раз-
мера
κ
, отвечающих собственному значению
j
λ
матрицы
A
. Тогда
)()(2)()(
11 jjjj
rrri
λ
λ
λ
λ
κκκκ
+
+
= , 1
κ
, где )(
jt
r
λ
ранг матрицы
t
j
EA )(
λ
, а nr
j
=)(
0
λ
,
n
- размер матрицы A .
Доказательство. Обозначим через
J
жорданову нормальную
форму оператора
)(VEnd
k
ϕ
, заданного в некотором базисе матри-
цей
A . Пусть
T
матрица перехода от первоначального базиса к
жорданову. Тогда
ATTJ
1
= и для любого
λ
из k
TEATEJ )(
1
λλ
=
. Более того TEATEJ
ss
)()(
1
λλ
=
. Поэтому
ранги матриц
s
EA )(
λ
и
s
EJ )(
λ
совпадают, т.е. формулу для )(
j
i
λ
κ
достаточно проверить для случая, когда
)(
jt
r
λ
ранг матрицы
t
j
EJ )(
λ
.
                                                    ⎡1     0   0   0⎤
                                                    ⎢1     1   0   0⎥
                                               Bϕ = ⎢               ⎥.
                                                    ⎢0     0   1   0⎥
                                                    ⎢               ⎥
                                                    ⎣0     0   1   1⎦

 Кроме того, мы получили матрицу перехода T к жорданову бази-
су, которая осуществляет подобие матриц Aϕ и Bϕ , т.е. Bϕ = T −1 Aϕ T ,

                                                ⎡1       − 1 0 − 1⎤
                                                ⎢0       − 1 0 − 1⎥
                                             T =⎢                 ⎥.
                                                ⎢0       −1 1 0 ⎥
                                                ⎢                 ⎥
                                                ⎣0       −1 0 0 ⎦

 Вопрос единственности жордановой формы решается с помощью
формулы для количества жордановых клеток данного размера.
 Теорема 9.2. Пусть iκ (λ j ) - количество жордановых клеток раз-

мера κ , отвечающих собственному значению λ j матрицы A . Тогда

iκ (λ j ) = rκ −1 (λ j ) − 2rκ (λ j ) + rκ +1 (λ j ) ,   κ ≥ 1,    где   rt ( λ j )   ранг матрицы

( A − λ j E ) t , а r0 ( λ j ) = n , n - размер матрицы A .

 Доказательство. Обозначим через J жорданову нормальную
форму оператора ϕ ∈ End k (V ) , заданного в некотором базисе матри-
цей A . Пусть T матрица перехода от первоначального базиса к
жорданову. Тогда J = T −1 AT и для любого λ из k
J − λE = T −1 ( A − λE )T . Более того ( J − λE ) s = T −1 ( A − λE ) s T . Поэтому

ранги матриц ( A − λE ) s и ( J − λE ) s совпадают, т.е. формулу для iκ (λ j )

достаточно проверить для случая, когда rt (λ j ) ранг матрицы

(J − λ j E)t .