- 1
- 2
- 3
- 4
- . . .
- последняя »
матрица А(λ) преобразуется соответственно в матрицы S'· А(λ), S"· А(λ), S"'· А(λ). Поэтому преобразования типа I, II, III называютсялевыми элементарными операциями.
Совершенно аналогично определяются правые элементарные операции над многочленной матрицей (эти операции производятся не над строками, а над столбцами) и соответствующие им матрицы порядка n:101010
Т' = с(i),Т" =1………….(i), Т"' =0…1……….(i)b(λ)……….(j)1…0……….(j) .
010101 В результате применения правой элементарной операции матрица А(λ) умножается справа на соответствующую матрицу Т.
Заметим, что матрица Т' совпадает с матрицей S', а матрицы Т", Т"' совпадают с матрицами S", S"', если в последних поменять местами индексы i и j. Матрицы типа S', S", S"' (или, что то же, типа Т', Т", Т"') называются элементарными.
Две λ-матрицы А(λ) и B(λ) одинаковых размеров m x n называются эквивалентными, А(λ) ~ B(λ), если от матрицы А(λ) к B(λ) можно перейти при помощи цепочки из конечного числа элементарных преобразований. Отношение эквивалентности обладает тремя основными свойствами:
рефлексивность: каждая матрица эквивалентна сама себе А(λ) ~ B(λ); симметрия: если А(λ) ~ B(λ), то B(λ) ~ А(λ); транзитивность: если А(λ) ~ B(λ), и B(λ) ~ С(λ), то А(λ) ~ С(λ).
§2. Канонический вид λ-матрицы Выше было показано, что отношение эквивалентности транзитивно, симметрично и рефлексивно. Отсюда следует, что совокупность всехλ-матриц данных размеров m x n разбивается на непересекающиеся классы эквивалентных матриц, т.е. на такие классы, что любые две матрицы из одного класса эквивалентны, а из разных классов - не эквивалентны между собой. Возникает вопрос о канонической форме λ-матрицы, характеризующей данный класс эквивалентных λ-матриц.
Канонической диагональной λ-матрицей размеров m x n называетсяλ-матрица, у которой на главной диагонали стоят многочлены Е1(λ), Е2(λ), …, Ер(λ), где р - меньшее из чисел m и n, причем не равные нулю среди этих многочленов имеют старшие коэффициенты, равные единице, и каждый следующий многочлен делится на предыдущий, все же элементы вне главной диагонали равны нулю.
Т е о р е м а 1. Всякая λ-матрица конечным числом элементарных преобразований может быть приведена к канонической диагональной форме.
Доказательство. Пусть А(λ) - прямоугольная многочленная матрица. Применяя к А(λ) как левые, так и правые элементарные операции приведем к канонической диагональной форме.
Среди всех не равных нулю элементов аіј(λ) матрицы А(λ) возьмем тот элемент, который имеет наименьшую степень относительно λ, и путем соответствующей перестановки строк и столбцов сделаем его элементома11(λ). После этого найдем частные и остатки от деления многочленоваі1(λ) и а1ј(λ) на а11(λ):
аі1(λ) = а11(λ) qі1(λ) + rі1 (λ), а1ј(λ) = а11(λ) q1ј(λ) + r1ј(λ)
(i = 2, 3, …, m; j = 2, 3, …, n). Если хотя бы один из остатков rі1(λ), r1ј(λ) (i = 2, …, m; j = 2, …, n), например r1ј (λ), не равен тождественно нулю, то, вычитая из j-го столбца первый столбец, предварительно помноженный на q1ј(λ), мы заменим элемент а1ј(λ) остатком r1ј(λ), который имеет меньшую степень, нежелиа11(λ). Тогда мы имеем возможность снова уменьшить степень элемента, стоящего в левом верхнем углу матрицы, поместив на это место элемент с наименьшей степенью относительно λ.
Если же все остатки r21(λ), … rm1(λ); r12(λ), …, r1n(λ) равны тождественно нулю, то, вычитая из i-ой строки первую,
- 1
- 2
- 3
- 4
- . . .
- последняя »
Похожие работы
Интересная статья: Быстрое написание курсовой работы