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矩阵的标准形.ppt

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矩阵的标准形.ppt

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矩阵的标准形.ppt

文档介绍

文档介绍:(优选)矩阵的标准形
1页,共67页,星期二。
一元多项式
n 是一个非负整数,表达式
*
2页,共67页,星期二。
*
则称 f(x)与 g(x)相等,记作 f(x)= g(x)。
若其同次骤:
Step1
Step2
Remark.
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不变因子(Invariant divisor)
(3)
Remark.
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*
(3)定义:设 A(l)的 各阶不变因子在复数域的标准分解式
初等因子
称指数 为A(l)的初等因子。
.
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的初等因子:
初级因子与Jordan块的关系
对于ni阶的Jordan块,我们有:
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初级因子与Jordan块的关系
(4)
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例 设
求矩阵 A 的 Jordan标准形。
初等因子组:
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*
l 阵的标准形
定义. 元素是 l 的多项式的矩阵称为l 矩阵,记作A(l )
例如
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定义. 设l 矩阵 A(l), B(l) 满足
称 A(l )为可逆的l 矩阵,且B(l )为A(l )的逆。
显然, A(l )可逆
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*
定义. l 矩阵的初等变换
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*
定义: 若l 矩阵 A(l) 经过若干次初等变换变为B(l),
l 矩阵的等价
则称 A(l)与B(l) 等价,记作
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*
定理:设 A(l) 为 m×n 阶l 矩阵,则A(l)等价于分块
对角阵
称为 A(l) 等价标准形,其中
并且 首项系数为 1,
l 矩阵的等价标准形
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例: 求l 矩阵的等价标准形
*
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*
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*
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l 矩阵的秩
定义:l 矩阵A(l)的不恒为零的子式的最高阶数
显然,等价的 l 矩阵有相同的秩。
称为A(l)的秩。
事实上,l 矩阵的初等变换不会改变其子式恒为零与否
的状态,也就不会改变其不恒为零子式最高阶数。
例如,A 为 n 阶数字方阵,则
不恒为零,故
的秩为 n 。
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行列式因子
定义:l 矩阵A(l)的所有 k 阶子式的首1最大公因式称为A(l)的 k 阶行列式因子,记作Dk(l)
定理:等价的 l 矩阵有相同的各阶行列式因子。
事实上,初等变换不会改变 A(l)各阶子式的最大公因式
也就不会改变其各阶行列式因子。
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*
例:求A(l)的等价标准形的各阶行列式因子。
依行列式因子的定义:
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不变因子和初等因子
定义:设 为l 矩阵 A(l)的k 阶行列式因子,
定理:等价的 l 矩阵有相同的各阶不变因子。
称为A(l)的 k 阶不变因子。
定理:等价的 l 矩阵有相同的初等因子。
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*
定理:l 矩阵的等价标准形是唯一的,
我们称之为Smith标准形.
注意到,A(l)的等价标准形中D(l)的对角元是A(l)的
各阶不变因子。
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求矩阵的Jordan标准形的方法(II)
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*
例2 设
求矩阵 A 的并求Jordan标准形
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解:
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52页,共67页,星期二。
53页,共67页,星期二。
*
求矩阵的Jordan标准形J,并求可逆阵P, 使
例 设
()
54页,共67页,星期二。
*
解:A的Jordan标准形为
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*
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57页,共67页,星期二。
*
定义:设 A 为 n 阶方阵,若多项式
满足
则称 j (l) 为 A 的零化多项式。
矩阵的最小多项式
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59页,共67页,星期二。
定理:( Hamilton-Cayle