有理標準形與模
V 作為 F[x]-模
這是驅動全部典範形理論的那一個戲法。從一個向量空間 V 和一個固定算子 T 出發。我們本就會用 F 中的純量去乘向量;現在我們宣布變量 x 的作用就是 T。一旦 x 意味著「作用 T」,任何多項式 p(x) = a_n x^n + … + a0 的作用就是 p(T) = a_n T^n + … + a0 I。於是 V 突然成了多項式環 F[x] 上的模。
確切地說,定義純量乘法 p(x) . v := p(T)(v)。所有模公理自動成立,因為 T 的多項式相加相乘就像 x 的多項式一樣(它們可交換、可分配)。算子 T 不再是漂浮在 V 旁邊的獨立對象——它已被吸收進純量本身。
圖什麼?這部詞典把每個算子問題翻譯成模問題,而在那裡 PID 上模的強大結構定理就能用(F[x] 是 PID)。T-不變子空間就是子模;循環子空間就是循環模;極小多項式就是零化理想的生成元。典範形作為模分解自然落出。
需要分清的一點:同一個 V 上不同的算子 T 給出真正不同的 F[x]-模結構。底層加法群完全相同,但 x 的作用不同,所以 (V, T) 與 (V, S) 作為模同構恰好就是 T 與 S 相似。模記住了算子。
(x^2 + 3) . v = T^2 v + 3v
F[x]-純量作用的一個具體例子:多項式 x^2 + 3 把 v 送到 T^2 v + 3v。
在這部詞典下,V 的 F[x]-子模恰好就是 T-不變子空間,整個模的零化子就是由 T 的極小多項式生成的理想。
又稱
另見