不變子空間與三角化
可三角化性
一個算子是可三角化的,如果你能找到一組基,使它的矩陣成為上三角——所有動作都落在對角線上或其上方,下方什麼也沒有。這比可對角化更弱、更容易達到,後者堅持要求對角線外的一切都消失。
乾淨的判據是:T 在某個域上可三角化,當且僅當它的特徵多項式在該域上分裂為一次因子之積。在複數上每個多項式都分裂,所以每個複算子都可三角化——這就是去掉酉精化的舒爾定理。在實數上則可能失敗:旋轉 90 度的特徵多項式是 x^2 + 1,它不分裂,事實上它不固定任何直線,所以不存在三角形。
三角形已經夠用於出人意料地多的事。對角元是帶代數重數的特徵值,於是你立刻讀出行列式(它們的積)和跡(它們的和),冪和矩陣指數也變得可算。它沒給你、而對角化會給你的,是各塊的獨立性——嚴格上三角部分仍把座標耦合在一起。
R = [0, -1; 1, 0], char poly = x^2 + 1 (no real root)
90 度旋轉在 R 上不可三角化——它的特徵多項式無實根——但在 C 上可以。
可對角化蘊含可三角化,但絕不反過來:[1, 1; 0, 1] 是三角的卻不可對角化,因為它只有一維特徵空間。
又稱
另見