שינויים

קוד:משפט ז'ורדן הכללי

נוספו 19 בתים, 13:17, 3 בספטמבר 2014
הגיע הזמן לשלב את כל המשפטים שהיו לנו עד כה למשפט האולטימטיבי - משפט ז'ורדן הכללי. במשפט זה נשתמש בפירוק של המרחב $V$ לסכום ישר של המרחבים העצמיים המוכללים, ובכך נצמצם את האופרטור לאופרטורים בעלי ערך עצמי יחיד. הוכחנו עבורם את המשפט, וזה יוכיח את משפט ז'ורדן הכללי. עבור היחידות תידרש מעט עבודה, אבל גם היא תגיע.
\textbfbegin{משפט:thm} [משפט ז'ורדן הכללי]
יהי $T:V\rightarrow V$ אופרטור לינארי כך ש-$p_T\left(x\right)$ מתפרק למכפלה של גורמים לינאריים. אזי $T$ ניתן להצגה אלכסונית בלוקים, כך שכל בלוק הוא מהצורה $J_{m_i}\left(\lambda_i\right)$. הצגה זו יחידה עד כדי סדר הבלוקים.
\textitend{הוכחה:thm} \begin{proof}
\begin{description}
נסדר את האיברים של $B$, כך שכל הבלוקים מהצורה $J_m\left(\lambda\right)$ יופיעו בחלק השמאלי העליון. נקבל
 $$\left[T \right ]_B=\left(\begin{matrixarray}{c|c}A_\lambda &0 \\ \hline 0 &A' \end{matrixarray} \right )$$
כאשר ב-$A_\lambda$ יופיעו כל הבלוקים מהצורה $J_m\left(\lambda\right)$, וב-$A'$ של שאר הערכים העצמיים.
הגודל של $A_\lambda$ נקבע באופן יחיד על ידי $T$, כי גודלו הוא בדיוק הריבוי האלגברי של $\lambda$.
אם נסמן $B=\left\{v_1,\dots,v_n\right\}$, אזי $A_\lambda=\left[T \right ]_{\left \{ v_1,\dots,v_k \right \}}$, כאשר $\operatorname{spanSpan}\left\{v_1,\dots,v_k\right\}$ אינווריאנטי. לאופרטור $T|_{\operatorname{spanSpan}\left\{v_1,\dots,v_k\right\}}$ יש ערך עצמי יחיד, והמטריצה המייצגת שלו היא $A_\lambda$.
לכן, לפי משפט היחידות לאופרטור עם ערך עצמי יחיד, מספר הבלוקים ב-$A_\lambda$ מוגדר באופן יחיד על ידי $T$, כדרוש.
\end{description}
 
\end{proof}
משתמש אלמוני