A是复矩阵,B是幂零矩阵,且AB=BA 证明 /A+2010B/=/A/ 行列式值相等

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/13 06:01:40
A是复矩阵,B是幂零矩阵,且AB=BA 证明 /A+2010B/=/A/ 行列式值相等

A是复矩阵,B是幂零矩阵,且AB=BA 证明 /A+2010B/=/A/ 行列式值相等
A是复矩阵,B是幂零矩阵,且AB=BA 证明 /A+2010B/=/A/ 行列式值相等

A是复矩阵,B是幂零矩阵,且AB=BA 证明 /A+2010B/=/A/ 行列式值相等
就不说2010B了,要证明|A+B|=|A|,其中B幂零,AB=BA.不妨假设B已经是Jordan型,否则以T^(-1)BT代替B,同时以T^(-1)AT代替A,使得新的B是Jordan型.当然这时并不知道A是不是Jordan型.这时B的主对角线上元素全是0(因为B幂零),次对角线上可以有0或者1(次对角线是指主对角线上面的那条).
同样的道理,除非B=0(这就没得可证了),否则可以假定
(*) B的次对角线最右下的那个元素是1而不是0(只要通过共轭来调整B的Jordan块的次序),
这一点,以及AB=BA,将在最后一起使用(如果B只有一个Jordan块的话,直接用AB=BA可以说明A是B的多项式,所以是上三角的;不过现在B可以有好多Jordan块,这时A不一定是上三角的,所以说起来麻烦一点).
对A、B的阶(我是指矩阵的个头)进行归纳.2阶矩阵的话,在B化为Jordan型之后可以直接验证.假如对(n-1)阶及以下的矩阵都对,那么把|A+B|按第一列展开,和把|A|按第一列展开进行对比.当你在这个第一列里取的元素不是最下面那个元素的时候,它在|A+B|中的余子式矩阵和在|A|中的余子式矩阵差一个幂零的(n-1)矩阵,所以这两个余子式,按归纳假设,是相等的.当你在第一列里取的元素是最下面那个元素的时候,它在|A+B|中的余子式矩阵不一定和在|A|中的只差一个幂零矩阵,但是利用AB=BA和上一段开头的(*)那个假定,考虑AB和BA的第一列的倒数第二个元素,可以直接说明A的第一列的最后一个元素是0.这样|A+B|=|A|.