线性变换(矩阵)广义对角化问题的讨论开题报告

 2021-08-08 11:02:52

1. 研究目的与意义

线性变换(矩阵)的对角化问题是代数学中一个重要的问题,可对角化矩阵作为一类特殊的矩阵,在理论上和应用上都有着十分重要的意义,例如求方阵的高次幂、利用特征值求行列式的值、由特征值和特征向量反求矩阵、判断矩阵是否相似、在向量空间、线性变换等方面都有应用。由于计算机的发展,更是为矩阵对角化的应用开辟了广阔的前景,它经常出现在诸如可用于求解微分方程组,用于研究数理统计量的分布,还有用于研究集合曲面的标准形等不同的科技领域中,这也使得对角矩阵成为计算数学中应用及其广泛的矩阵。

因为并不是所有的矩阵可以对角化,即使是在实数域和复数域上,并且广义对角化相对于对角化更具有一般性,在数学研究中的应用更广泛。因此,研究线性变换(矩阵)广义对角化就变得非常有必要。而 -级广义对角化则是广义对角化的一种特殊形式。

2. 国内外研究现状分析

线性变换(矩阵)的对角化在数学研究中有着很多重要的应用。目前,关于矩阵的对角化已经有了一些比较成熟的研究结果,如实对称矩阵的对角化[1];矩阵的次对角化[2];一般数域上矩阵的可对角化的充分必要条件[3]以及可对角化的应用[4]

但是即使在实数域和复数域上,并不是所有的矩阵都可以对角化,因此,矩阵的广义对角化被人们提了出来。关于矩阵的广义对角化问题,现在已有了一些研究结果 [3] [5]

本文将在前人研究成果的基础上,对矩阵广义对角化问题做进一步思考,根据给出的 -级( )广义对角化的概念。对其进行研究同时希望给出数域上矩阵可 -级广义对角化的条件。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容

设 为 阶矩阵, 为某可逆矩阵,我们称满足公式 , 其中 是由自然数 到 构成的一个排列)的矩阵为 -级广义对角化。如:

是一个1-级的广义对角化; 是一个2-级的广义对角化; 是一个4-级广义对角化; (共有 个元素在对角线上)是一个 -级( )广义对角化。

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4. 研究创新点

k-级广义对角化相对于对角化更具有一般性,在数学研究中的应用更广泛;

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