初等因子的定义.ppt

一、初等因子的定义 二、初等因子与不变因子的关系 三、初等因子的求法 一次因式的方幂（相同的必须按出现的次数计算） 把矩阵 的每个次数大于零的不变因子 称为A的初等因子. 分解成互不相同的一次因式方幂的乘积，所有这些 一、初等因子的定义 9个 则A的初等因子有7个，它们是 例1、若12级复矩阵A的不变因子是: ① 设n级矩阵A的不变因子为已知： 将 　　　 分解成互不相同的一次因式 二、初等因子与不变因子的关系 的方幂的乘积: 分析: 则其中对应于 的那些方幂 : 就是A的全部初等因子. ② 注意到不变因子 满足 从而有 因此有, 即同一个一次因式的方幂作成的初等因子中， 方次最高的必出现在 　 　的分解式中，次高的必 出现在　　　 的分解式中. 如此顺推下去，可知属于同一个一次因式的方幂 的初等因子，在不变因子的分解式中出现的位置是 唯一确定的. ③ 设　级矩阵　的全部初等因子为已知. 在全部初等因子中，将同一个一次因式 的方幂的那些初等因子按降幂排列，而且当这种初 等因子的个数不足n个时，则在后面补上适当个数 的1，使其凑成n个，设所得排列为 于是令 则 就是A的不变因子. 例1、已知3级矩阵A的初等因子为： 求A的不变因子. 解：作排列 得A的不变因子为： 结论1、若两个同级数字矩阵有相同的不变因子， 则它们就有相同的初等因子； 反之，若它们有相同的初等因子，则它们就有 结论2、两个同级数字矩阵相似 可见：初等因子和不变因子都是矩阵的相似不变量. 相同的不变因子. 它们有相同的初等因子. 1、(引理1)若多项式 　　 都与 　　 互素，则 三、初等因子的求法 证：令 显然， 由于 故 因而 另一方面，由于 可令 其中 又 由 又得 同理可得 即 故 如果多项式　 　 　都与　 　 互素， 2、(引理2) 设 则　　 与 　 等价. 证：首先， 从而 　　 二阶行列式因子相同. 其次，由引理1，有 从而 　　 的一阶行列式因子相同. 所以，　　 与　　 等价. 3、(定理9) 设 　　将特征矩阵 　　进行 初等变换化成对角形 然后将主对角线上的元素分解成互不相同的一次因 式的方幂的乘积，则所有这些一次因式的方幂（相同 的按出现的次数计算）就是A的全部初等因子. 证：设 　 经过初等变换化成对角形 其中 　 皆为首1多项式， 将 　 分解成互不相同的一次因式的方幂的乘积: 下证，对于每个相同的一次因式的方幂 在 　 的主对角线上按升幂排列后，得到的新对角 矩阵 　与 　 等价. 此时　 就是 　 的 且所有不为1的　 　 就是A的全部 初等因子. 标准形， 为了方便起见，先对 　 的方幂进行讨论. 于是 且每一个 　　 都与 　　　　 互素. 如果相邻的一对指数 则在 　中将 　　与 　　 对调位置， 而其余因式保持不动， 令 由引理2 与 等价.