不变子空间与三角化
旗
旗是一座层层嵌套的子空间塔,每一层都严格含在下一层里:{0} = V0 含于 V1 含于 V2 含于 ... 含于 Vn = V,当旗完备时每一步恰好增加一维。想象一连串越来越大的嵌套房间,最小的是一个点,最大的是整个空间。
如果塔的每一层都是不变子空间,旗就是 T 不变的:对所有 i 都有 T(Vi) 包含于 Vi。这一条嵌套链就是三角形的几何内涵。选一组基,使前 j 个向量张成 Vj;那么因为 T 把 Vj 推进 Vj,T 的矩阵在对角线以下没有元素——它是上三角的。
所以把算子三角化和找一面完备的不变旗是同一件事,只是用矩阵语言还是子空间语言来说。这个视角推广得极漂亮:在李理论里,所有完备旗的集合是旗流形,而 Borel 子群恰是旗的稳定子。三角矩阵的对角元是 T 在相继的一维商空间 Vi / V(i-1) 上作用的特征值。
{0} (<) span{e1} (<) span{e1,e2} (<) ... (<) span{e1,...,en} = V
标准完备旗;算子在基 e1, ..., en 下为上三角,恰当它保持这面旗。
完备旗每步新增恰好一维;部分旗可能一次跳好几维,对应分块三角而非完全三角形。
又称
另见