高等代数不变子空间

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显然,整个空间 V 和零子空间 0,对于 V 上的每个线性变换 A 来说,都是 A -子空间. 称 V 和 0 是 A 的平凡的不变子空间. 命题 V 上线性变换 A 的核与值域,A 的特征子空间都是 A -子空间.
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不变子空间的定义
定义 设 A 是数域 P 上线性空间 V 的线性变换,W 是 V 的子空间. 如果 W 中的向量在 A 下的像仍在 W 中,即对于任意 α ∈ W, 都有 A α ∈ W,则称 W 是 A 的不变子空间,简称 A -子空间.
显然,整个空间 V 和零子空间 0,对于 V 上的每个线性变换 A 来说,都是 A -子空间. 称 V 和 0 是 A 的平凡的不变子空间. 命题 V 上线性变换 A 的核与值域,A 的特征子空间都是 A -子空间.
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不变子空间的定义
定义 设 A 是数域 P 上线性空间 V 的线性变换,W 是 V 的子空间. 如果 W 中的向量在 A 下的像仍在 W 中,即对于任意 α ∈ W, 都有 A α ∈ W,则称 W 是 A 的不变子空间,简称 A -子空间.
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不变子空间的定义
定义 设 A 是数域 P 上线性空间 V 的线性变换,W 是 V 的子空间. 如果 W 中的向量在 A 下的像仍在 W 中,即对于任意 α ∈ W, 都有 A α ∈ W,则称 W 是 A 的不变子空间,简称 A -子空间.
不变子空间的常见例子
命题 如果线性变换 A 与 B 可交换(即 A B = BA ),则 ker B, ImB,B 的特征子空间都是 A -子空间.
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不变子空间的常见例子
命题 如果线性变换 A 与 B 可交换(即 A B = BA ),则 ker B, ImB,B 的特征子空间都是 A -子空间. 证 任取 α ∈ ker B,则 Bα = 0. 于是
证 任取 α ∈ ker A ,因为 A α = 0 ∈ ker A ,所以 ker A 是 A -子空间.
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不变子空间的定义
定义 设 A 是数域 P 上线性空间 V 的线性变换,W 是 V 的子空间. 如果 W 中的向量在 A 下的像仍在 W 中,即对于任意 α ∈ W, 都有 A α ∈ W,则称 W 是 A 的不变子空间,简称 A -子空间.
显然,整个空间 V 和零子空间 0,对于 V 上的每个线性变换 A 来说,都是 A -子空间. 称 V 和 0 是 A 的平凡的不变子空间.
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不变子空间的定义
定义 设 A 是数域 P 上线性空间 V 的线性变换,W 是 V 的子空间. 如果 W 中的向量在 A 下的像仍在 W 中,即对于任意 α ∈ W, 都有 A α ∈ W,则称 W 是 A 的不变子空间,简称 A -子空间.
B(A α) = (BA )α = (A B)α = A (Bα) = A (0) = 0. 因此 A α ∈ ker B,从而 ker B 是 A -子空间.
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显然,整个空间 V 和零子空间 0,对于 V 上的每个线性变换 A 来说,都是 A -子空间. 称 V 和 0 是 A 的平凡的不变子空间.
命题 V 上线性变换 A 的核与值域,A 的特征子空间都是 A -子空间.
证 任取 α ∈ ker A ,因为 A α = 0 ∈ ker A ,所以 ker A 是
显然,整个空间 V 和零子空间 0,对于 V 上的每个线性变换 A 来说,都是 A -子空间. 称 V 和 0 是 A 的平凡的不变子空间.
命题 V 上线性变换 A 的核与值域,A 的特征子空间都是 A -子空间.
证 任取 α ∈ ker A ,因为 A α = 0 ∈ ker A ,所以 ker A 是 A -子空间. 任取 α ∈ ImA ,因为 A α ∈ ImA ,所以 ImA 是 A -子空间.
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不变子空间的定义
定义 设 A 是数域 P 上线性空间 V 的线性变换,W 是 V 的子空间. 如果 W 中的向量在 A 下的像仍在 W 中,即对于任意 α ∈ W, 都有 A α ∈ W,则称 W 是 A 的不变子空间,简称 A -子空间.
不变子空间概念的背景
我们讨论了可对角化的线性变换,不可以对角化的线性变换,其 结构又如何呢?解决这个问题的思路是什么?我们知道,A 是 可对角化的线性变换当且仅当空间 V 能分解成 A 的特征子空间 的直和. 由此受到启发,研究不可以对角化的线性变换的结构, 能不能以研究线性空间 V 分解成与 A 有关的特殊类型的子空间 的直和入手?这节就来讨论这个问题. 注意 A 的特征子空间 Vλi 具有如下性质:若 α ∈ Vλi,则 A α = λiα ∈ Vλi,这启发我们引 入 A 的不变子空间的概念.
A -子空间.
任取 α ∈ ImA ,因为 A α ∈ ImA ,所以 ImA 是 A -子空间.
任取
α

Vλi ,因为wenku.baidu.com
A
α
=
λiα

V ,所以 V 是 A -子空间. λi
λ . . . i . . . . . . . . . . . . .
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