不变子空间与三角化
可三角化性
一个算子是可三角化的,如果你能找到一组基,使它的矩阵成为上三角——所有动作都落在对角线上或其上方,下方什么也没有。这比可对角化更弱、更容易达到,后者坚持要求对角线外的一切都消失。
干净的判据是:T 在某个域上可三角化,当且仅当它的特征多项式在该域上分裂为一次因子之积。在复数上每个多项式都分裂,所以每个复算子都可三角化——这就是去掉酉精化的舒尔定理。在实数上则可能失败:旋转 90 度的特征多项式是 x^2 + 1,它不分裂,事实上它不固定任何直线,所以不存在三角形。
三角形已经够用于出人意料地多的事。对角元是带代数重数的特征值,于是你立刻读出行列式(它们的积)和迹(它们的和),幂和矩阵指数也变得可算。它没给你、而对角化会给你的,是各块的独立性——严格上三角部分仍把坐标耦合在一起。
R = [0, -1; 1, 0], char poly = x^2 + 1 (no real root)
90 度旋转在 R 上不可三角化——它的特征多项式无实根——但在 C 上可以。
可对角化蕴含可三角化,但绝不反过来:[1, 1; 0, 1] 是三角的却不可对角化,因为它只有一维特征空间。
又称
另见