高次伴随矩形的求法及其特征根

2001年3月

第1期吉林建筑工程学院学报JounlalofJilinArcllitecturalandCivilEn百neeriIlg111stituteNo:1Mar.2001文章编号:1009—0185(2001)01一0059.04・

高次伴随矩形的求法及其特征根

林玎刘伟

(吉林建筑工程学院基础部,长春130021)

摘要:由数域F上任意咒阶矩阵A可得一个伴随矩阵A(或记为(A)),我们称A为A的一次

伴随,对A来讲又有伴矩阵A,称为A的二次伴随.一般地,一个以阶矩阵A有任意优次伴随,

为了书写方便,我们把A的铆次伴随记为A(m’(相应地麓记为A(2’).对于二次以上(包括二

次)的伴随矩阵,我们统称为高次伴随矩阵.本文给出求高次伴随矩阵及其特征根的公式.

关键词:高次伴随矩阵;高次伴随矩阵公式;特征根

中图分类号:O172文献标识码:A

l计算高次伴随矩阵的公式

因为,当,2>2时,若ranl出≤咒一1,则A(2)=0,因此对于,2(>2)阶降秩矩阵,故不必讨论高次伴随矩阵.下面我们就满秩矩阵建立计算高次伴随的公式.首先。下面的结论是已知的:

(1)五=detA・A一1;

(2)五(2):(detA)‘n一2).A(一I)‘

(3)(A1A2…A。)=A4。一l…A2A1;

(4)(cA厂=c一一lA(c是任意数)

(5)(A-1)=(detA)q・A.其中A及Ai(i=1,2…,m)都是咒阶矩阵.

现在我们证明下面的公式:

定理1

公式给出:设A是一个7z(>2)阶矩阵,且mkA=咒,则A的m次伴随矩阵由下面的

A(m)=((1etA)D(m).A(一1)”(1)

其中D(优):鱼L二土Z二L£二_皑.

证明

归纳假设m=足时结论成立,即:当m:1时,五(1):(detA)丑二≯.A(一1):(detA).A—l所以优=1时结论成立.

收稿日期:2000—1l一06作者简介:林玎(1960~)女,长春市人,副教授

60吉林建筑工程学院学报2001年3月A(女):(detA)D(^).A(一1r,其中D(愚):立坠二』羔二上上型.

那么,优=忌+1时,

五(女+1)=(A(女)厂=((detA)D(女).A(一1)。厂

=(detA)D(^)・(n一1).(A(一1)。厂

:(detA)D(女)(n一1).(de以)‘一1)‘.A(一1)川

D(愚)(竹一1)+(一1)‘:垃=j笠』型.(咒一1)+出:(detA)D(女)(n—1)+(一1)。.A(一1)¨,

一(丝二!)!:!±(二!)!二!:丝二(二!)!二!J_(二!)!丝

咒咒

一(丝二121:!±(二121±f二121二!(丝二丝2:垃二咝兰剑:D(愚‘1)咒

即A(^+1):(de认)D(女+1).A(一1)“1

结论对优=尼+1时成立,因而,对于任意的自然数研,公式(1)成立.证毕.2特征根的求法

引理若咒阶矩阵A是上(下)三角形矩阵,则A也是咒阶上(下)三角形矩阵,并且A之对角线上元素为A之对角线除去对应位置上元素后余下的咒一1个元素之积.

现在我们证明两个重要定理.

定理2设A是一个,2阶矩阵,Al,A2,…,A。为A之咒个特征根,则A之伴随矩阵A的竹个特征根为:

天产ⅡAi

j=1(江l,2,…咒)(2)

j≠i

证明因为任意衍阶矩阵与一匕三角形矩阵相似。所以。存在满秩矩阵P使

A1

A2

P一1AP==B

由“1”中“(3)”.

豆=(P一1AP厂=孩(P一1)-=预(;)一1因此,A与豆相似,从而有相同的特征根,又由引理

第l期林玎,刘伟:高次伴随矩形的求法及其特征根6l

B=

于是~B的特征根为

~九|l(i=1,2,…咒)

。Ⅱ鬻

即A’的咒个特征根.证毕.‘

在定理2中我们看到,如果A是一个满秩矩阵,那么,A的特征根Ai(i寻1,2,…咒)都不为零.从而(2)式便可写为

n・

天i=Ai一1ⅡA,(i=1,2,…扎)(3)

J=1

定理3设A是一个咒阶满秩矩阵,Al,A2,…,A。为A之咒个特征根,则A之优次伴随矩阵A(”)的咒个特征根为

五i(m)=A,1)“・Ⅱ妒‘m’(汪1,2,…咒)(4)

J=l

熟中当优:1时,天i(1)氆(-1)1.直Ai血型掣黾一,立小/km、,|三|皑

姬D明

滓1~J=l

故结论成立

归纳假设m=是时,(4)成立,即

其中D(忌):垃_卫』业天i(‘)=Ai(一1)’・ⅡAjD(功(扣l,2,…行)

J=l'

当m||忌+l时

一A㈣Ⅲ兰一撒愚墨颡一・ⅡAj础’]。Ⅱ潜。Ⅱ瓣J=1

=W_1)‘・ⅡA尸‘6’]...[~一l(_1)‘・ⅡAj础)]

J=lJ=l

・h+l(_1)‘・ⅡA,砌)]...[A。(.1)6・ⅡA尸㈤]

62吉林建筑工程学哦学报

————————————————————————————————————————————————————一2001年3月

Al(-1)‘…~一l㈠)‘-+l(-1)‘…A。(.1)‘(立Aj础’)州

.j=1

(Ai(一1)4)/L。Ⅱ一0∥.(立Aj础)∽1’))

,=1

=Ai(_1)“1.竹妒㈤(州)+(-1)‘(i=1,2,…咒)

而D(足)(,z一1)十(一1)‘=王丝二二j立兰专掣.(咒一1)+(一1)tJ=1

:(丝二121:!±(二121二!:丝±(二121±(二121:丝

一(丝二121:!±(二!生

=D(志+1)

于是证明了研=志+l时,(4)成立,从而定理得证

参考文献

[1]张远达.线性代数原理.上海教育出版社.1980

T1leWaytOCOmputeHi

andItsLatentROOts

LIN

(脘加以行跏f矿缸疵唧f懈,埘赫A砌娩钇r口z口磁嘞zDing,LIUWei

E堙i行8删略hs蹴诎?,饧口,神甜雄,130021)

c。uldgetanadjointmatrix五,(or(A厂),ac∞rdingtoaraJldomthenthmatrixfieldF,whichwecalledittheonceconcomitanceforA,thereisanadjointmatriX羞for

iscalledthetwice∞ncomitanceforA.Inthegeneral,therearerandommtimes

forthenthmatrixA,forwdtingconvenience,wewritemtimescOncomitance

Aas趸“’,(ie茇as趸引.)wecalledthemhigherdegreeadj。intform。rethantwotimes

t~叼times).Thispaperintroducedthewayshowtocomputehigherdegreeadjointandthefonnulaofitslatentroots.

degreeadjointmatrix;fomlulaofhigherdegreeadjointmatrix;latentr∞ts

Abstract:weA,onA,whichcOncomltancefor(includingmatrixKeywords:higher

高次伴随矩形的求法及其特征根作者:

作者单位:

刊名:

英文刊名:

年,卷(期):林玎, 刘伟吉林建筑工程学院基础部,长春,130021吉林建筑工程学院学报JOURNAL OF JILIN ARCHITECTURAL AND CIVIL ENGINEERING INSTITUTE2001(1)

参考文献(1条)

1. 张远达 线性代数原理 1980

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jljzgcxyxb200101014.aspx

2001年3月

第1期吉林建筑工程学院学报JounlalofJilinArcllitecturalandCivilEn百neeriIlg111stituteNo:1Mar.2001文章编号:1009—0185(2001)01一0059.04・

高次伴随矩形的求法及其特征根

林玎刘伟

(吉林建筑工程学院基础部,长春130021)

摘要:由数域F上任意咒阶矩阵A可得一个伴随矩阵A(或记为(A)),我们称A为A的一次

伴随,对A来讲又有伴矩阵A,称为A的二次伴随.一般地,一个以阶矩阵A有任意优次伴随,

为了书写方便,我们把A的铆次伴随记为A(m’(相应地麓记为A(2’).对于二次以上(包括二

次)的伴随矩阵,我们统称为高次伴随矩阵.本文给出求高次伴随矩阵及其特征根的公式.

关键词:高次伴随矩阵;高次伴随矩阵公式;特征根

中图分类号:O172文献标识码:A

l计算高次伴随矩阵的公式

因为,当,2>2时,若ranl出≤咒一1,则A(2)=0,因此对于,2(>2)阶降秩矩阵,故不必讨论高次伴随矩阵.下面我们就满秩矩阵建立计算高次伴随的公式.首先。下面的结论是已知的:

(1)五=detA・A一1;

(2)五(2):(detA)‘n一2).A(一I)‘

(3)(A1A2…A。)=A4。一l…A2A1;

(4)(cA厂=c一一lA(c是任意数)

(5)(A-1)=(detA)q・A.其中A及Ai(i=1,2…,m)都是咒阶矩阵.

现在我们证明下面的公式:

定理1

公式给出:设A是一个7z(>2)阶矩阵,且mkA=咒,则A的m次伴随矩阵由下面的

A(m)=((1etA)D(m).A(一1)”(1)

其中D(优):鱼L二土Z二L£二_皑.

证明

归纳假设m=足时结论成立,即:当m:1时,五(1):(detA)丑二≯.A(一1):(detA).A—l所以优=1时结论成立.

收稿日期:2000—1l一06作者简介:林玎(1960~)女,长春市人,副教授

60吉林建筑工程学院学报2001年3月A(女):(detA)D(^).A(一1r,其中D(愚):立坠二』羔二上上型.

那么,优=忌+1时,

五(女+1)=(A(女)厂=((detA)D(女).A(一1)。厂

=(detA)D(^)・(n一1).(A(一1)。厂

:(detA)D(女)(n一1).(de以)‘一1)‘.A(一1)川

D(愚)(竹一1)+(一1)‘:垃=j笠』型.(咒一1)+出:(detA)D(女)(n—1)+(一1)。.A(一1)¨,

一(丝二!)!:!±(二!)!二!:丝二(二!)!二!J_(二!)!丝

咒咒

一(丝二121:!±(二121±f二121二!(丝二丝2:垃二咝兰剑:D(愚‘1)咒

即A(^+1):(de认)D(女+1).A(一1)“1

结论对优=尼+1时成立,因而,对于任意的自然数研,公式(1)成立.证毕.2特征根的求法

引理若咒阶矩阵A是上(下)三角形矩阵,则A也是咒阶上(下)三角形矩阵,并且A之对角线上元素为A之对角线除去对应位置上元素后余下的咒一1个元素之积.

现在我们证明两个重要定理.

定理2设A是一个,2阶矩阵,Al,A2,…,A。为A之咒个特征根,则A之伴随矩阵A的竹个特征根为:

天产ⅡAi

j=1(江l,2,…咒)(2)

j≠i

证明因为任意衍阶矩阵与一匕三角形矩阵相似。所以。存在满秩矩阵P使

A1

A2

P一1AP==B

由“1”中“(3)”.

豆=(P一1AP厂=孩(P一1)-=预(;)一1因此,A与豆相似,从而有相同的特征根,又由引理

第l期林玎,刘伟:高次伴随矩形的求法及其特征根6l

B=

于是~B的特征根为

~九|l(i=1,2,…咒)

。Ⅱ鬻

即A’的咒个特征根.证毕.‘

在定理2中我们看到,如果A是一个满秩矩阵,那么,A的特征根Ai(i寻1,2,…咒)都不为零.从而(2)式便可写为

n・

天i=Ai一1ⅡA,(i=1,2,…扎)(3)

J=1

定理3设A是一个咒阶满秩矩阵,Al,A2,…,A。为A之咒个特征根,则A之优次伴随矩阵A(”)的咒个特征根为

五i(m)=A,1)“・Ⅱ妒‘m’(汪1,2,…咒)(4)

J=l

熟中当优:1时,天i(1)氆(-1)1.直Ai血型掣黾一,立小/km、,|三|皑

姬D明

滓1~J=l

故结论成立

归纳假设m=是时,(4)成立,即

其中D(忌):垃_卫』业天i(‘)=Ai(一1)’・ⅡAjD(功(扣l,2,…行)

J=l'

当m||忌+l时

一A㈣Ⅲ兰一撒愚墨颡一・ⅡAj础’]。Ⅱ潜。Ⅱ瓣J=1

=W_1)‘・ⅡA尸‘6’]...[~一l(_1)‘・ⅡAj础)]

J=lJ=l

・h+l(_1)‘・ⅡA,砌)]...[A。(.1)6・ⅡA尸㈤]

62吉林建筑工程学哦学报

————————————————————————————————————————————————————一2001年3月

Al(-1)‘…~一l㈠)‘-+l(-1)‘…A。(.1)‘(立Aj础’)州

.j=1

(Ai(一1)4)/L。Ⅱ一0∥.(立Aj础)∽1’))

,=1

=Ai(_1)“1.竹妒㈤(州)+(-1)‘(i=1,2,…咒)

而D(足)(,z一1)十(一1)‘=王丝二二j立兰专掣.(咒一1)+(一1)tJ=1

:(丝二121:!±(二121二!:丝±(二121±(二121:丝

一(丝二121:!±(二!生

=D(志+1)

于是证明了研=志+l时,(4)成立,从而定理得证

参考文献

[1]张远达.线性代数原理.上海教育出版社.1980

T1leWaytOCOmputeHi

andItsLatentROOts

LIN

(脘加以行跏f矿缸疵唧f懈,埘赫A砌娩钇r口z口磁嘞zDing,LIUWei

E堙i行8删略hs蹴诎?,饧口,神甜雄,130021)

c。uldgetanadjointmatrix五,(or(A厂),ac∞rdingtoaraJldomthenthmatrixfieldF,whichwecalledittheonceconcomitanceforA,thereisanadjointmatriX羞for

iscalledthetwice∞ncomitanceforA.Inthegeneral,therearerandommtimes

forthenthmatrixA,forwdtingconvenience,wewritemtimescOncomitance

Aas趸“’,(ie茇as趸引.)wecalledthemhigherdegreeadj。intform。rethantwotimes

t~叼times).Thispaperintroducedthewayshowtocomputehigherdegreeadjointandthefonnulaofitslatentroots.

degreeadjointmatrix;fomlulaofhigherdegreeadjointmatrix;latentr∞ts

Abstract:weA,onA,whichcOncomltancefor(includingmatrixKeywords:higher

高次伴随矩形的求法及其特征根作者:

作者单位:

刊名:

英文刊名:

年,卷(期):林玎, 刘伟吉林建筑工程学院基础部,长春,130021吉林建筑工程学院学报JOURNAL OF JILIN ARCHITECTURAL AND CIVIL ENGINEERING INSTITUTE2001(1)

参考文献(1条)

1. 张远达 线性代数原理 1980

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jljzgcxyxb200101014.aspx


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