不變子空間與三角化
旗
旗是一座層層嵌套的子空間塔,每一層都嚴格含在下一層裡:{0} = V0 含於 V1 含於 V2 含於 ... 含於 Vn = V,當旗完備時每一步恰好增加一維。想像一連串越來越大的嵌套房間,最小的是一個點,最大的是整個空間。
如果塔的每一層都是不變子空間,旗就是 T 不變的:對所有 i 都有 T(Vi) 包含於 Vi。這一條嵌套鏈就是三角形的幾何內涵。選一組基,使前 j 個向量張成 Vj;那麼因為 T 把 Vj 推進 Vj,T 的矩陣在對角線以下沒有元素——它是上三角的。
所以把算子三角化和找一面完備的不變旗是同一件事,只是用矩陣語言還是子空間語言來說。這個視角推廣得極漂亮:在李理論裡,所有完備旗的集合是旗流形,而 Borel 子群恰是旗的穩定子。三角矩陣的對角元是 T 在相繼的一維商空間 Vi / V(i-1) 上作用的特徵值。
{0} (<) span{e1} (<) span{e1,e2} (<) ... (<) span{e1,...,en} = V
標準完備旗;算子在基 e1, ..., en 下為上三角,恰當它保持這面旗。
完備旗每步新增恰好一維;部分旗可能一次跳好幾維,對應分塊三角而非完全三角形。
又稱
另見