Peatüki algus: Maatriksi Jordani kuju
Eelmine: Maatriksi Jordani kuju
Järgmine: Maatriksi Jordani kuju analüüs


Maatriksi diagonalisatsioon

Lauses 1.2.6.8 Jordani lahutusest väidetakse, et kui tex2html_wrap_inline478 siis leidub selline regulaarne tex2html_wrap_inline480 et
 equation15
kusjuures tex2html_wrap_inline482 ja
displaymath474
on Jordani blokk ehk Jordani kast ning maatriks J kannab maatriksi A Jordani kanoonilise kuju ehk Jordani normaalkuju nime. Jordani blokkide arv lahutuses (1) võrdub maatriksi A lineaarselt sõltumatute omavektorite arvuga. Nimelt igale lineaarselt sõltumatule omavektorile vastab üks blokk. Seega, kui maatriksil A on omavektoreist koosnev baas, siis kõik Jordani blokid on tex2html_wrap_inline494 blokid ja Jordani normaalkuju langeb kokku lauses 1.2.5.8 esitatud maatriksi diagonaalkujuga tex2html_wrap_inline496 kus tex2html_wrap_inline498 ja maatriksi S veergudeks on neile omaväärtustele vastavad maatriksi A lineaarselt sõltumatud omavektorid.

Näide 5.1.1.* Leiame maatriksi
displaymath108
Jordani kuju.

Leiame maatriksi A omaväärtused:
displaymath109
Leiame neile omaväärtustele vastavad omavektorid:
displaymath110

displaymath111

displaymath112
Koostame maatriksi A omavektoreist maatriksi
displaymath113
ja leiame selle pöördmaatriksi
displaymath114
Tulemuseks saame, et
displaymath115

displaymath116

Lause 5.1.1. Igat Hermite'i (sümmeetrilist) maatriksit tex2html_wrap_inline504 tex2html_wrap_inline506 saab viia diagonaalkujule unitaarmaatriksiga tex2html_wrap_inline508 (ortogonaalmaatriksiga tex2html_wrap_inline510 st leidub selline tex2html_wrap_inline508 tex2html_wrap_inline514 et
 
equation52

Tõestus. Schuri lahutuse (lause 1.2.6.5) põhjal on Hermite'i maatriks tex2html_wrap_inline504 esitatav kujul
 equation60
kus tex2html_wrap_inline508 on unitaarmaatriks ja tex2html_wrap_inline520 on ülemine kolmnurkmaatriks. Leides seose (3) mõlemast poolest transponeeritud kaasmaatriksi, saame
displaymath475
Arvestades Hermite'i maatriksi definitsiooni AH=A , leiame, et
 equation70
Seostest (3) ja (4) järeldub, et T=D. Maatriksiga A sarnase diagonaalmaatriksi D diagonaali elementideks on maatriksi A omaväärtused. Väide sümmeetrilise maatriksi tex2html_wrap_inline532 korral on erijuht esitatud kompleksest versioonist. tex2html_wrap_inline534

Mitte iga ruutmaatriks ei ole viidav kujule (2). Lause 1.2.6.6 põhjal on vaid normaalmaatriks tex2html_wrap_inline536 viidav kujule (2). Üldjuhul tuleb maatriksi diagonaliseerimisel piirduda Jordani normaalkujuga (1).

Ülesanne 5.1.1.* Olgu
displaymath117
Leidke selline ortogonaalmaatriks tex2html_wrap_inline142 et tex2html_wrap_inline144 kus tex2html_wrap_inline146 on diagonaalmaatriks.

Ülesanne 5.1.2.* Olgu
displaymath118
Leidke selline unitaarmaatriks tex2html_wrap_inline150 et tex2html_wrap_inline152 kus tex2html_wrap_inline146 on diagonaalmaatriks.