有理標準形與模
初等因子
如果說不變因子是粗粒度的指紋,那麼初等因子就是把同樣的資訊砸碎到素原子。把每個不變因子分解成不可約(素)多項式的方冪,再把所有這些素方冪連同重數收集起來:這一袋素方冪就是初等因子列表。
形式地說:把每個 f_i 在 F 上分解成不可約因子 f_i = p1^(e1) p2^(e2) …,初等因子就是橫跨所有不變因子出現的每一個單獨因子 p^e。由於諸 f_i 形成整除鏈,你可以從初等因子唯一地反推出不變因子——兩串列表攜帶完全相同的內容,只是重新組織過。
它們的招牌作用:在代數閉域上每個不可約因子都是線性的,p = x - lambda,於是每個初等因子都是 (x - lambda)^e——而這恰好是特徵值 lambda 的一個 e 階約當塊。所以初等因子就是約當塊。在一般域上,某些不可約因子次數更高,每個初等因子則給出單個友矩陣(或準素)塊。
提醒:初等因子依賴於域,因為何為不可約取決於域。在實數域上 x^2 + 1 是素的;在複數域上它分裂成 (x-i)(x+i)。所以擴域時初等因子可能進一步細分,儘管不變因子不變。
elem. divisors: (x-2), (x-2)^2, (x-3) => inv. factors f1 = (x-2), f2 = (x-2)^2 (x-3)
把素方冪分組:每個素因子的最大方冪歸入 f2,剩下的 (x-2) 歸入 f1。在複數域上這三個初等因子就是三個約當塊。
由初等因子反推不變因子:對每個素因子把它的各方冪排好;各素因子中最大的方冪相乘得 fk,次大的相乘得 f(k-1),依此沿鏈而下。
又稱
另見