Postać Jordana: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
Nie podano opisu zmian
Linia 5:
: <math>A= P J P^{-1},</math>
 
gdzie:
* ''A'' – dana macierz,
* ''P'' – pewna [[Macierz odwrotna|macierz nieosobliwa]] której niektórymi kolumnami są [[Wektory i wartości własne|wektory własne]] macierzy ''A'',
* ''J'' – szukana macierz Jordana.
 
Żądamy, by macierz Jordana była w szczególnej postaci. Na diagonali miała [[macierz klatkowa|klatki]] (zwane '''klatkami Jordana'''), czyli
: <math>J=\begin{pmatrix}
J_1 & 0 & \cdots & 0 \\
0 & J_2 & \cdots & 0 \\
\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
0 & 0 & 0 & J_n
\end{pmatrix}.</math>
 
Zaś każda klatka Jordana ma daną [[Wektory i wartości własne|wartość własną]] na diagonali i liczbę 1 ponad nią.
: <math>J_k=\begin{pmatrix}
\lambda_k & 1 & 0 & 0 & \cdots & 0 \\
0 & \lambda_k & 1 & 0 & \cdots & 0 \\
0 & 0 & \lambda_k & 1 & \cdots & 0 \\
\vdots & \vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
0 & 0 & 0 & 0 & \lambda_k & 1 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0 & \lambda_k
\end{pmatrix}.</math>
 
Każdej klatce Jordana odpowiada dokładnie jeden [[Wektory i wartości własne|wektor własny]], ale może istnieć kilka klatek Jordana o tej samej wartości własnej.
 
Wymiar pojedynczej klatki jest z przedziału <math>\{ 1,2, ..., N \},</math>, gdzie ''N'' to wymiar macierzy ''A''.
 
Macierz Jordana to [[macierz trójkątna]] górna. Można równie dobrze umówić się, że macierze Jordana są dolnotrójkątne (jedynki są poniżej diagonali), jednak historycznie przyjęto używać macierzy górnotrójkątnych.
Linia 53:
Stosunkowo łatwo jest podnosić do potęgi [[Macierz|macierz kwadratową]] w postaci Jordana.
: <math>\begin{align}
A^m&= (P J P^{-1})^m = \overbrace{ P J P^{-1} P J P^{-1} \dots P J P^{-1} }^{m}\\
&= P J^m P^{-1} = P \operatorname{diag}(J_1^m, J_2^m, \dots, J_n^m) P^{-1}
\end{align}</math>
Linia 62:
Załóżmy, że <math>V</math> jest skończeniewymiarową [[przestrzeń liniowa|przestrzenią liniową]] nad [[ciało algebraicznie domknięte|ciałem algebraicznie domkniętym]] <math>F</math> (w szczególności, [[liczby zespolone|ciałem liczb zespolonych]]) oraz <math>\varphi</math> jest [[endomorfizm]]em tej przestrzeni. Wówczas istnieje baza przestrzeni <math>V</math> w której <math>\varphi</math> ma [[macierz przekształcenia liniowego|macierz]] w postaci [[macierz klatkowa|macierzy klatkowej]]
: <math>J=\left[\begin{matrix}
A_1 & 0 & 0 & 0 & \cdots & 0 \\
0 & A_2 & 0 & 0 & \cdots & 0 \\
0 & A_2 0 & 0 A_3 & 0 & \cdots & 0 \\
0 \vdots & 0 \vdots & A_3 \vdots & 0 \ddots & \cdots ddots & 0\vdots \\
\vdots 0 & \vdots 0 & \vdots 0 & \ddots0 & \ddots A_{k-1} & \vdots0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & A_{k-1}0 & 0 \\A_k
0 & 0 & 0 & 0 & 0 & A_k \end{matrix}\right],</math>
 
gdzie każda macierz <math>A_i</math> jest postaci
: <math>A_i=\left[\begin{matrix}
\lambda_i & 1 & 0 & 0 & \cdots & 0 \\
0 & \lambda_i & 1 & 0 & \cdots & 0 \\
0 & 0 & \lambda_i & 1 & \cdots & 0 \\
\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \ddots & \vdots \\
0 & 0 & 0 & 0 & \lambda_i & 1 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0 & \lambda_i
\end{matrix}\right],\quad \lambda_i\in F,\; i\in\{1,\ldotsdots, k\}.</math>
 
Macierz <math>A_i</math> nazywamy klatką Jordana. Elementy diagonalne <math>\lambda _ilambda_i</math> są wartościami własnymi endomorfizmu <math>\varphi.</math>. Liczba wystąpień danej liczby <math>\lambda</math> na przekątnej macierzy nazywana jest krotnością wartości własnej <math>\lambda.</math>.
 
== Zobacz też ==
* [[diagonalizacja]]
* [[Postaćpostać Frobeniusa]]
* [[rozkład macierzy]]
* [[rozkład według wartości osobliwych]]
 
* [[Postać Frobeniusa]]
== Przypisy ==
{{Przypisy}}
 
== Bibliografia ==
* {{Cytuj książkę |nazwisko = Koźniewski |imię = Tadeusz |tytuł = Wykłady z algebry liniowej II. Przestrzenie afiniczne i euklidesowe | imię = Tadeusz | nazwisko = Koźniewski | wydawca = [[Uniwersytet Warszawski]] | miejsce = Warszawa | rok = 2006 }}
 
== Linki zewnętrzne ==
* [http://mathworld.wolfram.com/JordanCanonicalForm.html Postać Jordana] {{lang|en}} w encyklopedii [[MathWorld]]
 
== Przypisy ==
{{Przypisy}}
{{Kontrola autorytatywna}}
 
[[Kategoria:Algebra liniowa]]