西尔维斯特方程 西尔维斯特方程配置极点

发布时间:2024-04-22 02:17:40

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  1. 【请问】怎样判断一个矩阵是否可以相似对角化
  2. 矩阵的历史
  3. 代数学的代数通论

【请问】怎样判断一个矩阵是否可以相似对角化

简单计算一下即可,答案如图所示

矩阵的历史

矩阵的研究历史悠久,拉丁方阵和幻方在史前年代已有人研究。

作为解决线性方程的工具,矩阵也有不短的历史。

成书最迟在东汉前期的《九章算术》中,用分离系数法表示线性方程组,得到了其增广矩阵。

在消元过程中,使用的把某行乘以某一非零实数、从某行中减去另一行等运算技巧,相当于矩阵的初等变换。

但那时并没有现今理解的矩阵概念,虽然它与现有的矩阵形式上相同,但在当时只是作为线性方程组的标准表示与处理方式。

矩阵正式作为数学中的研究对象出现,则是在行列式的研究发展起来后。

逻辑上,矩阵的概念先于行列式,但在实际的历史上则恰好相反。

日本数学家关孝和(1683年)与微积分的发现者之一戈特弗里德·威廉·莱布尼茨(1693年)近乎同时地独立建立了行列式论。

其后行列式作为解线性方程组的工具逐步发展。

1750年,加布里尔·克拉默发现了克莱姆法则 。

矩阵的现代概念在19世纪逐渐形成。

1800年代,高斯和威廉·若尔当建立了高斯—若尔当消去法。

1844年,德国数学家费迪南·艾森斯坦(f.eisenstein)讨论了“变换”(矩阵)及其乘积。

1850年,英国数学家詹姆斯·约瑟夫·西尔维斯特(james joseph sylvester)首先使用矩阵一词 。

英国数学家凯利被公认为矩阵论的奠基人。

他开始将矩阵作为独立的数学对象研究时,许多与矩阵有关的性质已经在行列式的研究中被发现了,这也使得凯利认为矩阵的引进是十分自然的。

他说:“我决然不是通过四元数而获得矩阵概念的;它或是直接从行列式的概念而来,或是作为一个表达线性方程组的方便方法而来的。”他从1858年开始,发表了《矩阵论的研究报告》等一系列关于矩阵的专门论文,研究了矩阵的运算律、矩阵的逆以及转置和特征多项式方程。

凯利还提出了凯莱-哈密尔顿定理,并验证了3×3矩阵的情况,又说进一步的证明是不必要的。

哈密尔顿证明了4×4矩阵的情况,而一般情况下的证明是德国数学家弗罗贝尼乌斯(f.g.frohenius)于1898年给出的 。

1854年时法国数学家埃尔米特(c.hermite)使用了“正交矩阵”这一术语,但他的正式定义直到1878年才由费罗贝尼乌斯发表。

1879年,费罗贝尼乌斯引入矩阵秩的概念。

至此,矩阵的体系基本上建立起来了。

无限维矩阵的研究始于1884年。

庞加莱在两篇不严谨地使用了无限维矩阵和行列式理论的文章后开始了对这一方面的专门研究。

1906年,希尔伯特引入无限二次型(相当于无限维矩阵)对积分方程进行研究,极大地促进了无限维矩阵的研究。

在此基础上,施密茨、赫林格和特普利茨发展出算子理论,而无限维矩阵成为了研究函数空间算子的有力工具 。

代数学的代数通论

几乎与伽罗瓦的工作同时,英国数学家皮科克发表了他的《代数通论》(1830),其中对代数运算基本法则进行研究,试图建立一门更一般的代数,它仅是符号及其满足的某些运算法则的科学。英国数学家德·摩根和布尔在这方面也做出了重要尝试。这些工作预示了抽象代数学的产生。

另一项引起代数学变革的工作来自英国数学家哈密顿和德国数学家格拉斯曼,前者在1843年构造出第一个不满足乘法交换律的数学对象——四元数,后者则在1844年独立地得到更一般的具有n个分量的超复数理论。

在数论方面,由于对费马大定理的研究,德国数学家库默尔引进了“理想数”概念(1845-1847),在此基础上,戴德金发展了理想理论。这项工作不仅对代数数论的发展有着重要影响,而且开辟了抽象代数发展的道路。

在布尔的工作的影响下,英国数学家凯莱和西尔维斯特共同创立了代数型的理论,奠定了关于代数不变量理论的基础。这项工作也是引向抽象代数学建立的动力。

自19世纪初以来,引起代数学的变革并最终导致抽象代数学产生的工作还可以列举一些,这些工作大致可分属于群论、代数数论和线性代数这三个主要方面。到19世纪末,数学家们从许多分散出现的具体研究对象抽象出它们的共同特征来进行公理化研究,完成了来自上述三个方面工作的综合,代数学终于从方程理论转向代数运算的研究。近代德国学派对这一步综合的工作起了主要作用。自19世纪末戴德金和希尔伯特的工作开始,在韦伯的3卷巨著的影响下,施泰尼茨于1911年发表了重要论文《域的代数理论》,对抽象代数学的建立贡献很大。20世纪20年代以来,以a.e.诺特和阿廷以及他们的同事、学生们为中心,抽象代数学得到空前的发展。荷兰数学家范德瓦尔登根据a.e.诺特和阿廷的讲稿于20世纪30年代初写成《近世代数学》,综合当时抽象代数学各方面的工作于一书,对于抽象代数学的传播和发展起了巨大的推动作用。

抽象代数学是以研究数字、文字和更一般元素的代数运算的规律和由这些运算适合的公理而定义的各种代数结构的性质为其中心问题的。因此,抽象代数学对于全部现代数学和一些其他科学领域都有重要的影响。

随着数学中各分支理论的发展和应用的需要,抽象代数学得到不断的发展。在1933-1938年,经过g.d.伯克霍夫、冯·诺伊曼、坎托罗维奇和斯通等人的工作,格论确定了在代数中的地位。而自20世纪40年代中期起,作为线性代数的推广的模论得到进一步的发展并产生深刻的影响。泛代数、同调代数、范畴等新分支也被建立和发展起来。

抽象代数学的研究始于20世纪30年代。中国数学家已在许多方面取得了有意义的和重要的成果,其中尤以曾炯之、华罗庚和周炜良的工作更为显著。

现在,代数学因其特殊的重要性,已被纳入教材之中 ,作为一项重要的学科,在大学会系统的学习

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