Peatüki algus: Maatriksi Jordani kuju
Eelmine: Maatriksi Jordani kuju analüüs
Järgmine: Lineaarsete algebraliste võrrandisüsteemide lahendamise otsesed meetodid


Filipovi algoritm

Kui n=1, siis Jordani kast langeb ühte antud maatriksiga ja valem (9) on tõene. Oletame, et maatriksi A Jordani kasti konstruktsiooni valemite (9) abil on leitud kui maatriksi A järk on väiksem kui n. Kasutame matemaatilise induktsiooni meetodit.

I samm. Kui eeldada, et A on singulaarne, siis tex2html_wrap_inline692 Vaadeldes vastavat tex2html_wrap_inline694 maatriksit, on selle korral konstruktsioon valemite (9) abil teostatav. Nimelt, ruumis tex2html_wrap_inline696 leidub r sõltumatut sellist vektorit tex2html_wrap_inline700, et nende korral peavad paika seosed
 
equation306

II samm. Oletame, et tex2html_wrap_inline702 Iga nullruumi tex2html_wrap_inline704 vektor on maatriksi A omavektor, mis vastab maatriksi A omaväärtusele tex2html_wrap_inline710 Seepärast peab sammul I olema p ahelat, mis algavad omaväärtusele 0 vastava omavektoriga. Meid huvitab iga sellise ahela viimane vektor. Kuna need alamruumi tex2html_wrap_inline716 kuuluvad vektorid tex2html_wrap_inline700 peavad kuuluma ka ruumi tex2html_wrap_inline720 siis nad peavad olema maatriksi A veeruvektorite lineaarkombinatsioonid
displaymath662
mingi tex2html_wrap_inline724 korral. Järelikult vektor tex2html_wrap_inline724 järgneb vektorile tex2html_wrap_inline700 omaväärtusele tex2html_wrap_inline730 vastavas ahelas.

III samm. Kuna tex2html_wrap_inline732 siis peab leiduma veel n-r-p lineaarselt sõltumatut ruumi tex2html_wrap_inline704 vektorit tex2html_wrap_inline738 alamruumi tex2html_wrap_inline716 ortogonaalses täiendis.

Lause 5.3.1. Filipovi algoritm määrab r vektorit tex2html_wrap_inline744 p vektorit tex2html_wrap_inline724 ja n-r-p vektorit tex2html_wrap_inline752 mis määravad Jordani ahelad. Need vektorid on lineaarselt sõltumatud ja sobivad maatriksi X veeruvektoreiks ning J=X-1AX.

Tõestus. Vaadake Strang (1988, lk 457). tex2html_wrap_inline758

Näide 5.3.1. Leiame maatriksi
displaymath663
Jordani normaalkuju, kasutades Filipovi algoritmi.

I samm. Maatriksi kujust on näha, et tex2html_wrap_inline760 ja tex2html_wrap_inline762 Seega r=1 ja leidub tingimust (10) rahuldav vektor tex2html_wrap_inline766 sellest alamruumist tex2html_wrap_inline768

II samm. Leiame maatriksi A nullruumi tex2html_wrap_inline704 baasi:
displaymath664
Vektor tex2html_wrap_inline774 kuulub alamruumi tex2html_wrap_inline716 ja tex2html_wrap_inline778 Lahendame süsteemi

displaymath665

III samm. Valime vektoriks tex2html_wrap_inline780 vektori tex2html_wrap_inline782
''Kleebime'' kokku maatriksi X:
displaymath666
Leiame pöördmaatriksi
displaymath667

displaymath668
ja Jordani maatriksi
displaymath669
Pakett ''Maple'' pakub Jordani lahutuseks:

displaymath670

Kuna maatriksi A Jordani lahutuses esinev maatriks X pole üheselt määratud, siis paljude ülesannete korral pakub huvi valida maatriks X nii, et konditsiooniarv k(X) oleks minimaalne. Selline probleem tekkis ka näite 1.2.9.4 lahendamisel.

Ülesanne 5.3.1. Leidke maatriksi
displaymath671
Jordani lahutus.

Ülesanne 5.3.2.* Leidke maatriksi
displaymath119
Jordani lahutus.

Ülesanne 5.3.3.* Leidke maatriksi
displaymath120
Jordani lahutus.

Ülesanne 5.3.4. Olgu maatriksi tex2html_wrap_inline532 Jordani lahutus kujul A=MJM-1. Näidake, et tex2html_wrap_inline798.

Peatüki algus: Maatriksi Jordani kuju
Eelmine: Maatriksi Jordani kuju analüüs
Järgmine: Võrrandisüsteemide lahendamine iteratsioonimeetodil