next up previous
Next: About this document ...

    

��������� I ���� No.2

�����Υơ���:

\fbox{¹ÔÎó¤Î¸ÇÍ­Ãͤȼå¸ÇÍ­¶õ´Ö}

����ϡ�$k$ �Ȥ������Τ�ؤ���ΤȤ��롣

��� 1   $M_n(k)$ �θ� $A$ ��Ϳ����줿�Ȥ��롣 �⤷ $A$ �κǾ�¿�༰�Ȥϡ�$f(A)=0$ ���������褦�� $f\in k[X]\setminus \{0\}$ �Τ����������Ǿ��Τ�ΤΤ��ȤǤ��롣

���� 1   $M_n(k)$ �θ� $A$ ��Ϳ����줿�Ȥ��롣���ΤȤ���
1.
$A$ �κǾ�¿�༰ $f$ ������ܤ�����ư�դ�¸�ߤ��롣
2.
�ĤȤ��Ƥ�Ʊ�� $k[A]\isoto k[X]/(f)$ ���ʤꤿ�ġ�

���� 2   $M_n(k)$ �θ� $A$ ��Ϳ����줿�Ȥ������κǾ�¿�༰�� $f$ �Ȥ��롣 ���ΤȤ���Ǥ�դ� $a\in k$ ���Ф��ơ�

\begin{displaymath}\text{$A-aE $ ¤Ï²ÄµÕ¹ÔÎó}\ \iff\ f(a)\neq 0
\end{displaymath}

���ʤꤿ�ġ�

��� 2   $A$ �κǾ�¿�༰ $f$ �κ�(��ʣ�Ϲ�θ���ʤ�)�� $f$ �θ�ͭ�ͤȸƤ֡�

(����) ��ʣ���θ������ͭ�ͤ�����ˤϼ��� Cayley-Hamilton ������ ��ɬ�פˤʤ롣

���� 1 (Cayley-Hamilton)   $n$-������������ $A$ ���Ф��ơ����θ�ͭ¿�༰ $\Phi_A$ ��

\begin{displaymath}\Phi_A(X)=\det(XE-A)
\end{displaymath}

��������롣���ΤȤ��� $\Phi_A(A)=0$ ���ʤꤿ�ġ�

���������ξ����ˤĤ��Ƥϼ���˽Ҥ٤롣���������äƺ���(�Υ�ݡ�������) �Ϥ���������į��� $A$ �κǾ�¿�༰�θ�����դ��뤳�Ȥ�������­���Ƥ��� ���Ȥˤ��롣

ľ��ʬ��ȶ�������δط��ˤĤ����������Ƥ�������

���� 3   $P\in M_n(k)$ ������($P^2=P$) �ʤ�С����Τ��Ȥ�����Ω�ġ�
1.
$Q=E-P$ ������Ǥ��ꡢ

\begin{displaymath}PQ=0, QP=0, P^2=P, Q^2=Q, P+Q=E
\end{displaymath}

���ʤꤿ�ġ�
2.
$k^n$ �θ� $v$ ��

\begin{displaymath}v=v_1+v_2 \quad (v_1\in \Image(P) , v_2\in \Image(Q))
\end{displaymath}

�Ȱ��Ū�˽񤱤롣(���ʤ����$k^n$ �� $\Image(P)$ �� $\Image(Q)$ �Ȥ� ľ�¤Ǥ��롣

���� 4   Ǥ�դ� $A\in M_n(k)$ ��Ǥ�դ� $a\in k$ ���Ф��Ƽ��Τ褦�� $k^n$ ��ľ��ʬ�� $k^n =V\oplus W $��¸�ߤ���
1.
$AV \subset V$, $AW \subset W$.
2.
$V$ ��Ǥ� $A-aE $ �϶��� $($�Ĥޤꡢ$V$ ���$A$ �κǾ�¿�༰�� $(X-a)^l$ $(\exists l)$.$)$
3.
$W$ ��Ǥ� $A$ �ϲĵ� $($�Ĥޤꡢ$W$ ��� $A$ �κǾ�¿�༰�� $a$ ���ˤ⤿�ʤ�$)$

���� 5   $A\in M_n(k)$ ��Ϳ�����Ƥ��ơ����κǾ�¿�༰ $f$ �� $k$ ���¿�༰�Ȥ��� �켡�����Ѥ�ʬ��Ǥ���

\begin{displaymath}f(X)=
(X-\lambda_1)^{e_1}
(X-\lambda_2)^{e_2}
(X-\lambda_3)^{e_3}
\dots
(X-\lambda_l)^{e_l}
\end{displaymath}

�Ȥ��롣���ΤȤ��� $k^n$ ��ľ��ʬ��

\begin{displaymath}k^n =V_1\oplus V_2\oplus V_3\oplus \dots \oplus V_l
\end{displaymath}

�ǡ�
1.
$AV_i\subset V_i$
2.
�� $V_i$ ��Ǥ� $A-\lambda_i E $ �϶���
�Ȥʤ��Τ�¸�ߤ��롣$V_i$ �ϼ��ν���������������
1.
$V_i$ �Ǥ� $A$ �κǾ�¿�༰�Ϥ��礦�� $(X-\lambda_i)^{e_i}$ �Ǥ��롣
2.
$V_i=\{v\in k^n; A^Nv=0 \quad(\exists N>0) \}$
3.
$V_i=\{v\in k^n; A^{e_i}v=0 \}$
4.
���� $p_i\in k[X]$ �����äơ� $P_i=p_i(A)$ �϶���($P_i^2=P_i$)���ġ� $V_i=P_i( k^n)$ ���ʤꤿ�ġ�

��� 3   $V_i$ �Τ��Ȥ� $A$ �θ�ͭ�� $\lambda_i$ ��°������ͭ���֤ȸƤӡ� $P_i$ �Τ��Ȥ� $V_i$ ���б�����ͱƤȸƤ֡� ��

���� 2.1   ����(ʣ�ǿ�����ʬ�ˤ��)�ƹ���θ�ͭ��(��ʣ�Ϲ�θ���ʤ�)�ȡ� �����°������ͭ���֤��б�����ͱƤ����Ƶ��衣
1.

\begin{displaymath}\begin{pmatrix}
3 & 1 \\
-1 & 1
\end{pmatrix}\end{displaymath}

2.

\begin{displaymath}\begin{pmatrix}
5 & 2 \\
-3 & 0
\end{pmatrix}\end{displaymath}

3.

\begin{displaymath}\begin{pmatrix}
3 & 1 & 0 \\
-1 & 1 &0 \\
0 & 0 & 7
\end{pmatrix}\end{displaymath}


next up previous
Next: About this document ...
Yoshifumi Tsuchimoto
2000-10-21