矩阵约当标准化:Jordan标准型:这个核,随集合对应物改变而有很多别名,正则子空间,理想,不变子空间,正则子群,不变子群等等,

http://tieba.baidu.com/p/599538461?pn=2

V,W代表线性空间,简单说来就是由具有某些共同性质的向量组成的集合。a,b代表某数域上的向量。

38楼

刷屏了,百度老提示那啥要审核是吧。我以前也遇到过。
那个V我明白是什么,应该是A所对应的空间(A是n阶方阵,则这个空间就是n维向量空间)中的某个子空间吧。W是哪里来的?有定义没?能不发点详细的过程?我也是想考数学专业的研究生,一起努力吧!

39楼

QQ123183474

40楼

V代表A对应线性变换所在空间,W代表B对应线性变换所在空间,dimV=n,dimW=m,由于维数不同,显然V,W是两个不同的空间,这里用不同的字母表示只是为了区分它们是两个不同的空间。

41楼

我也问到了一个证明:
首先将ABC的列向量用新的基来表示,对AB而言这是一个相似变换,所以不会改变A,B的特征多项式。
设这个新的基为{v1,v2....vm...vn},令其中{v1,v1,v2....vm}span(这个词我不知道中文是什么,不好意思)C列向量的range(值域?),因为C的秩是m,那么在这个基下,矩阵C(n*m)可划分为m*m满秩矩阵(上半部分)和(n-m)*m的全为0的矩阵,再由AC=CB,分块将AC,CB乘开可得A的形式必写作:

A=B X
0 Y
所以poly(A)=poly(B)*poly(Y)故poly(A)b必可被poly(B)整除
注:我用poly表示特征多项式

42楼

虽然我不是我不是数学专业的,但楼主的题目都很有趣,有兴趣也一起讨论一下吧,QQ:896047329

118.112.11.*

43楼

span是指以这些向量为基的空间
range就是值域

44楼

span没有更简洁的译法了吗?

45楼

这个已经很简洁了呀

46楼

我研究清楚kof9595995的解法后,再和大家分享

47楼

还是没有理解kof9595995的解法呀!能不能写得再详细一点呀!

48楼

再把老帖翻出来讨论一下

49楼

设C是nxm矩阵,A是n阶方阵,B是m阶方阵,AC=CB,R(C)=m
证明:若n>m,则det(xEm-B)整除det(xEn-A)
证:因为R(C)=m,n>m所以C列满秩,因此必存在nxn可逆矩阵P使得
Em
C=P 令A=PDP-1,则A与D相似,poly(A)=poly(D)
O 注:poly(A)表A的特征多项式det(xEn-A)
所以 E E
AC=PD CB=P B
O O
因为AC=CB及P可逆
得 E E B X
D = B 对D进行分块易得D=
O O O Y
所以poly(A)=poly(D)=poly(B)poly(Y)
因此poly(B)整除poly(A)
即:det(xEm-B)整除det(xEn-A)
证毕。

50楼

AC=CB是描述不变子空间的常用写法,被你们讨论得好复杂。。。

51楼

剑兄见笑了,这是当初初学时提出来的问题,水平确实有限呀!
麻烦剑兄抽空详细说明一下这个问题!

52楼

其实吧也没什么,主要是很多人对不变子空间都不熟。41楼和49楼的做法应该是一回事。

线性代数的重要思想是用矩阵来刻画有限维空间上的线性映射,而不是矩阵上面的小技巧。如果回到这个问题,AC应该看作C的列在映射A下的像,CB应该看做C的列线性组合,这样很明显span(C)是A的一个不变子空间,然后很自然就有了前面的做法。
很多人从来不把Ax=λx看做Ax=xλ,但是事实上后者才是同时符合矩阵乘法规则的。同样,当A作用于多个向量时,只能写成AX=XD,当X是满秩的方阵时这个就是对A的对角化,换一种写法是X^{-1}AX=D。问题就出在很多人只知道Ax=λx和X^{-1}AX=D这样的形式,然后就没有办法充分理解特征值和不变子空间的关系了。

53楼


非常感谢,纠正了我一个很重要的观念,把Ax=λx看做Ax=xλ,很好

54楼

关于特征值和不变子空间
从后来的约当标准型来看的话,一个矩阵约当标准化后,
每个约当标准块,对应一个不变子空间,而且这个不变子空间,是不可再分的。对吧
而每个约当标准块也对应一个不同的特征向量,且只有一个特征向量。
但是不同的约当标准块的特征值可以相同。

特征值和不变子空间的关系好像还是很复杂的吧。

这一题可以用约当标准型来做吗?

55楼

把Ax=λx看做Ax=xλ
说实话,我也从来没有这样想过,很有启发!
遥想当初,剑兄你还没来,只有我和 LagudoMezeghis,kof9595995在讨论
那个时候真的很难,往往一个问题要经过数天的讨论才能够比较满意
我多年后重拾课本,什么都不懂,幸好有两位朋友帮忙。
kof9595995在新加坡,虽然不是数学专业的(好像是学物理的),但是对于数学非常热爱,对我帮助不少。
LagudoMezeghis可算是数学系的高材生了,思维灵活,能力很强。尽管有些问题不能诠释得非常完美,但是对于应届生来说已实属不易,这里也表示感谢。
但现在好了,剑兄来了,很多我百思不解的问题在你手中可以轻易得到解决(虽然只有寥寥几句),大大提升了我学习的速度。
你说对国内的现状感到担忧,流露出随时准备离开的想法,其实我觉得大可不必,在我们身边有很多志同道合的朋友还在这条路上奋斗着,难道这还不够吗?我对未来还是充满信心的,这也是我再次拿起课本的最大原因。

56楼

哦,说明一下,49L其实就是对41L解法的整理,当时我还不会贴图,甚至连mathtype都没听过,真的太稚嫩了。

57楼

呵呵,剑客说的对,我对线性代数的理解也就停留在“矩阵上面的小技巧”层面,以后还请多多指教了。

58楼

回复:54楼

要用Jordan标准型看来还是很难的,Jordan标准型和不变子空间的关系确实比较复杂。

59楼

回复:57楼

技巧还是需要的,尤其是在建设这门学科的时候。但是对后来的大多数人而言掌握思想比掌握技术更重要一些。有些比较纯粹的技巧可能归到矩阵论里面去研究了,而线性代数的思想则可以衍生出泛函分析等更高级的学科。

60楼

回复:59楼
恕我愚钝,请教一下剑客兄,你在42楼说“这样很明显span(C)是A的一个不变子空间,然后很自然就有了前面的做法。”我当时虽然不知道不变子空间的概念,但现在即使知道,也没法“很自然”的想到做法,你是怎样想到的呢?

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