$§$ 7.6 $Jordan$ 标准型的求法

计算 $Jordan$ 标准型是一个重要的问题,也是后续专业课的需要,对于数字矩阵 $A$ ,通常的方法是利用 $λ-$ 矩阵的初等变换求出特殊矩阵 $λI - A$ 的法式,得到 $A$ 的不变因子和初等因子,便可写出 $Jordan$ 标准型,对于含有未定元的文字矩阵,或者仅知矩阵有些相似不变量的信息,此时若直接计算会遇到困难,一般来说需要先对矩阵的结构进行分析,求出 $A$ 的行列式因子、不变因子或初等因子,然后才能得到 $Jordan$ 标准型

如何分析矩阵的结构呢?通常我们有以下三种方法.

  1. 计算行列式因子 对于某些具有简单结构的矩阵(如上(下)三角,类上(下)三角矩阵),可以通过适当选取子式,计算出行列式因子,再得到不变因子和初等因子. 比如, $Frobenius$ 块和 $Jordan$ 块就是利用这种方法的典型例子;
  2. 计算极小多项式 因为矩阵的极小多项式是整除关系下的最大的不变因子,所以极小多项式确定了最大 $Jordan$ 块的阶数;
  3. 计算特征值的重数 因为特征值的几何重数等于其 $Jordan$ 块的个数,所以计算几何重数有助于 $Jordan$ 标准型的确定

下面是一些典型例题,我们来首先看一下计算几何重数的两个方法