不变子空间与三角化

不可分解算子

一个算子是不可分解的,如果你无法把它的空间拆成两块非平凡的不变片——无法写成 V = W1 (+) W2 使两个 Wi 都不变、非零且真。这个算子是一整坨;它拒绝分裂成独立的并行作用。

要小心区分两个概念。不可分解指它没有不变直和分裂。不可约(或单)指它根本没有非平凡的不变子空间。不可约蕴含不可分解,但不反过来:单个约当块有大把不变子空间(部分张成构成的链),却没有一个有不变补,所以它不能被分解。

在代数闭域上,单个约当块 J_lambda 就是不可分解算子的范本。深层的回报是唯一性:Krull-Schmidt 定理说任何有限维算子都以本质唯一的方式分解成不可分解者,块与重数在重排和同构意义下确定。正是这唯一性,让约当典范形成为算子的真正不变量。

J = [lambda, 1, 0; 0, lambda, 1; 0, 0, lambda] (single 3x3 Jordan block)

单个约当块是不可分解的:它有不变子空间,但没有一个有不变补。

用模的语言:V 通过 T 成为多项式环 k[x] 上的模,不可分解算子恰是不可分解的 k[x]-模。

又称
indecomposable module不可约分解算子