Методы решения задач по курсу "Линейная алгебра и геометрия". Кулагина И.В - 19 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

Система элементарных делителей: {(λ 4), (λ 4)
2
}. Жорданова форма
J =
4 0 0
0 4 1
0 0 4
.
Векторы жорданова базиса f
1
, f
2
, f
3
удовлетворяют равенствам:
ϕ(f
1
) = 4f
1
ϕ(f
2
) = 4f
2
ϕ(f
3
) = f
2
+ 4f
3
(5.9)
Равенства (5.9) перепишем в форме
(ϕ 4ε)f
1
= 0
(ϕ 4ε)f
2
= 0
(ϕ 4ε)f
3
= f
2
(5.10)
Векторы f
1
, f
2
собственные векторы с собственными значением 2. Система
f
1
, f
2
является базисом в пространстве решений уравнения
(ϕ 4ε)x =
12 5 2
16 6 4
8 5 6
x
1
x
2
x
3
=
0
0
0
. (5.11)
Три уравнения системы (5.11) пропорциональны уравнению
12x
1
5x
2
2x
3
= 0. (5.12)
Ошибочно полагать, что в качестве f
1
, f
2
можно взять произвольный базис
в пространстве решений (5.11). Ведь у нас есть еще третье уравнение в (5.10),
которое при произвольном выборе f
2
может не иметь решения.
Заметим, что (5.10) вытекает, что (ϕ 4ε)
2
нулевой оператор. Поэтому
(ϕ 4ε)
2
x = 0 для любого вектора x.
В качестве f
3
можно выбрать произвольный вектор, не удовлетворяющий
(5.12). Возьмём в качестве f
3
первый вектор стандартного базиса и найдём f
2
из (5.10):
f
3
=
1
0
0
, f
2
= (A 4E)f
3
=
8
16
8
Сделаем проверку: подставим набор (8, 16, 8) в (5.12) и убедимся, что
получается тождество. Это подтверждает, что вектор f
2
найден правильно.
19