如何理解根子空間,以及空間分解第一定理?

時間 2021-06-08 04:13:07

1樓:吃月亮的人

我來挖墳

根子空間的次數是任意取的,只要是正整數都行,那1自然也可以,因此某個特徵值的特徵子空間也是這個特徵值的乙個根子空間

進一步我們考慮,如果乙個向量是特徵向量,那麼這個向量屬於次數為1的根子空間,不難發現它也屬於其他的所有的根子空間,因此特徵子空間包含於任意乙個根子空間

那根子空間的維數自然就大於等於特徵子空間的維數了,特徵子空間的維數也就是這個特徵值的幾何重數,而如果這個線性變換可對角化,那麼幾何重數又會等於代數重數(若不能對角化,則幾何重數可能小於代數重數)

再考慮代數重數和根子空間的次數,只考慮準素分解中的根子空間,次數是極小多項式中這個特徵值的重數,而極小多項式整除特徵多項式(當特徵值各不相同時取等,必要條件我不是很清楚),因此代數重數大於等於準素分解中根子空間的次數

再考慮準素分解中根子空間的維數,線性變換在某個根子空間中的變換的極小多項式的次數,顯然小於等於其特徵多項式次數,等於這個根子空間的維數,也就是根子空間次數小於等於根子空間維數

至於準素分解中根子空間維數和代數重數有什麼關係,水平有限難以解出

另外根子空間中的向量貌似叫廣義特徵向量來著,既然廣義了那肯定包括特徵向量,這樣叫法比較能幫助記憶

更新:今天學完了若爾當,得知根子空間維數等於代數重數,是個很有趣的結論

2樓:一夢如是

問題一:Jordan標準型的出現解決了某些矩陣不可對角化的問題。對於不可對角化的矩陣我們想把它對角化但又不能對角化,這時退而求其次,看看能否將它分解成分塊對角矩陣!

問題二:特徵值的代數重數大於或等於它的幾何重數。如果二者相等,那麼該線性變換一定可對角化;如果不等,則不可對角化。

(當然,也不一定能夠分解成Jordan標準型,原因在於:特徵多項式是否有解)

問題三:參見上面兩條。或者可以首先從三階矩陣理解開始理解,然後再推廣到n階!

問題四:在我學的高代裡面沒有聽過第一分解定理,不知道指的是哪個

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