Главная > База знаний > Большая советская энциклопедия > НОРМАЛЬНАЯ (ЖОРДАНОВА) ФОРМА МАТРИЦ

НОРМАЛЬНАЯ (ЖОРДАНОВА) ФОРМА МАТРИЦ

НОРМАЛЬНАЯ (ЖОРДАНОВА) ФОРМА МАТРИЦ С каждой квадратной матрицей А=||a||n
связан целый класс матриц, подобных матрице A. В этом классе всегда существует
матрица, имеющая специальную нормальную (или каноническую) жорданову форму
[термин "Н. (ж.) ф. м." связан с именем К. Жордана]. На схеме показана
жорда-нова форма нек-рой матрицы 8-го порядка:

1809-8.jpg

Вдоль главной диагонали расположены спец.
квадратные клетки (на схеме они обведены пунктиром). Все элементы матрицы,
расположенные вне этих клеток, равны нулю. В каждой диагональной клетке
вдоль главной диагонали повторяется одно и то же (комплексное) число (в
первой клетке Лряд над главной диагональю состоит из единиц. Все же остальные элементы
в диагональных клетках равны нулю. На приведённой схеме имеются три диагональные
клетки, из к-рых первая имеет порядок 4, вторая и третья - порядок 2. В
общем же случае число клеток и порядки их могут быть любыми. Среди чисел
ЛА
в
указанном примере имеет след. элементарные делители: (Л-Л4,
(Л-Л2, (Л-Л2. По элементарным
делителям матрицы однозначно определяется её жорданова форма.


Если матрица Л имеет жорданову форму I,
то существует неособенная матрица Т такая, что А = Т1Т-1.
Замену
матрицы А подобной ей матрицей I наз. приведением матрицы
А к
нормальной жордановой форме.


Представление о применениях жордановой
формы матрицы можно получить на примере системы линейных дифференциальных
ур-ний с постоянными коэффициентами:

1809-9.jpg

в матричной записи:

1809-10.jpg

Введём новые неизвестные функции yyпри помощи неособенной матрицы
Т
=
||tn(i, k = 1, 2, . . ., n)]:

1809-11.jpg

в матричной записи: х = Ту. Подставляя
это выражение для х в (2), получим:

1809-12.jpg

где матрица I связана с матрицей Л равенством:

1809-13.jpg

Обычно матрицу Т подбирают так
чтобы матрица А имела жорданову форму. В этом случае система ур-ний
(3) значительно проще системы (2). Так, напр., при п = 8, если матрица
А=||t8имеет
жорданову форму (1), то система (3) будет иметь вид:

1809-14.jpg

Интегрирование такой системы сводится
к многократному интегрированию одного дифференциального ур-ния. Лит.
см.
при ст. Матрица.




А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я