ベストアンサー ジョルダン標準形について 2011/09/14 23:17 行列をジョルダン標準形に変形する方法はなんとか理解できましたが、ジョルダン標準形とは何かイマイチよく分かりません。 ジョルダン標準形とは簡単に言うと何ですか。 みんなの回答 (2) 専門家の回答 質問者が選んだベストアンサー ベストアンサー FT56F001 ベストアンサー率59% (355/599) 2011/09/15 12:53 回答No.2 > ジョルダン標準形とは簡単に言うと何ですか。 厳密には#1さんの回答の通りです。 荒っぽく言うと 「固有値を対角線に並べた対角行列の特殊なケース」 です。初心者であれば,ジョルダン細胞の1が出てくる病的な場合で悩むより, 対角線だけに固有値が並ぶ簡単な場合を理解するのが先かと思います。 質問者 お礼 2011/09/15 19:43 #1さんと#2さんの答えを並べてみました。 ジョルダン標準形とは簡単に言うと、 「正則行列で対角化できない行列を準対角行列に分解するもの」 「固有値を対角線に並べた対角行列の特殊なケース」 これでかなりイメージが湧いてきました。 有難うございます。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 その他の回答 (1) info22_ ベストアンサー率67% (2650/3922) 2011/09/15 00:54 回答No.1 >ジョルダン標準形とは何かイマイチよく分かりません。 >ジョルダン標準形とは簡単に言うと何ですか。 はしょらないで教科書や参考書で、自分できちんと定義から確認しておかないと後から困るよ。 定義が全てです。 簡単に要約すると、ますます分からなくなるだけ。 ジョルダン細胞による対角化行列のこと 別の言葉で言えば 正則行列で対角化できない行列を準対角行列に分解するもの と言える。 参考URLや教科書で確認して下さい。 例題や演習問題をやって実際にジョルダン標準形を求めて見ることが大切だね。 参考URL http://www.tsuyama-ct.ac.jp/matsuda/linear/line2.pdf これの2.2 参考URL: http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B8%E3%83%A7%E3%83%AB%E3%83%80%E3%83%B3%E6%A8%99%E6%BA%96%E5%BD%A2 質問者 お礼 2011/09/15 19:35 ジョルダン標準形にすると何が嬉しいの、何に使えるのというようなことを知りたかったのですが・・・ でも、 「正則行列で対角化できない行列を準対角行列に分解するもの」 これでイメージは湧いてきました。 有難うございます。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 カテゴリ 学問・教育数学・算数 関連するQ&A ジョルダン標準形を求める。 1 3 -1 A = 0 2 1 -1 2 2 について、ジョルダン標準形にする変形行列とジョルダン標準形を求めよという問題です。 固有値は2、2、2。 3 -1 V(2) = < 1 、0 > 0 1 であることまではわかるのですがその後どうやってジョルダン標準形を求めるのかが分かりません。 すみませんが、どなたか解説をお願いします。 ジョルダン標準形 ジョルダン標準形の作り方がわかりません 例えば ( 0 -1 -1 0 ) ( -1 1 0 1 ) ( 2 1 2 -1 ) ( -1 -1 -1 1 ) (4行4列の行列式) のジョルダン標準形を求めるとき 固有方程式が(t-1)^4 になったので 固有値は1、 重複度は4 というところまでは計算したのですが、 その後の方法が分かりません ( 4 1 0 0 ) ( 0 4 1 0 ) ( 0 0 4 1 ) ( 0 0 0 4 ) とかでいいんでしょうか? ジョルダン標準形の求め方。 具体的な行列のジョルダン標準形の求め方がいまいちよくわかりません。どのように求めればいいのでしょうか? 例えば3×3行列N= 0,1,0 0,0,0 1,0,0 に対して N^2= 0,0,0 0,0,0 0,1,0 またN^3=0ですよね。 この後v=N^2v1,v1≠0となるv1を見つける。 ちなみにv=(0,0,1)、v1=(0,1,0)となり P={N^2v1,Nv1,v1}とすればジョルダン標準形が求められる。 とあるのですが結局のところこのベクトルを見つければ ジョルダン標準形を作る正則行列Pが作れるのでしょうか? 例えば実際に行列A= 5,-3,2,1, 1,2,1,0 -3,3,0,1 0,2,1,1 を求める場合の手順は、 (1)Aが冪零であることを示す。 (2)Pを構成するv1を見つける。 ということでいいのでしょうか? 天文学のお話。日本ではどのように考えられていた? OKWAVE コラム ジョルダン標準形 4 0 -1 -1 -1 4 0 -1 0 0 5 0 2 1 1 7 上記の4×4行列についての質問です。 固有値が5(重複度4)となり、ジョルダンブロックの個数が2となるのはわかるのですが この行列のジョルダン標準形の固有値5に属するブロックのうち、ひとつは3次、ひとつは1次になる理由がわかりません。 よろしくお願いします。 ジョルダン標準形の求め方 0 0 1 1 0 0 0 0 0 という行列のジョルダン標準形を求めたいんですが、本を読んでもいまいちわかりません。 どなたかヒントをお願い致します。 ジョルダン標準形について ジョルダン標準形について (200) (220)=Aという行列のe^tAを求める際に (312) まずは対角化するのですが その時に必要なPの求め方で悩んでいます。 Aの固有多項式は|tE-A|=(t-2)^3となると思うのですが この場合のやり方を忘れてしまいました(:_;) 答え(の1つ)は (001) (020) (230)となります。 そしてジョルダン標準形は (210) (021) (002)です。 この1の数は次元を求めて分かるものでしたっけ? 長々と書いてしましましたが Pの求め方とジョルダン標準形の1の数について 教えてください。。 ジョルダン標準形の求め方が? 僕の教科書は、三宅敏恒「線形代数学」なのですが、 ジョルダン標準形の求め方として、 (tE-A)の根から固有多項式を出し、それから最小多項式を求めています。 僕が思うには、ジョルダン標準形は、固有値を一般的に求めるためのものなので、 このやり方では、意味ないと思います。 実際には、どうやって、ジョルダン標準形を求めるのですか? (行基本変形の繰り返しで、できるのでしょうか) ジョルダン標準形をつくりたいのですが・・・ 次の3X3行列Aのジョルダン標準形を求めたいのですが、固有空間を求める段階でわからなくなっています。 (-1 1 0) A=( 0 -1 4) ( 1 0 -4) 固有値は0、-3となり、次元は両方1次元。 固有値0の固有空間は、aを任意定数として a( 1 1 1/4) (←の行列は転置です) 固有値ー3の固有空間は、bを任意定数として b( 1 -2 1) (←の行列も転置です) ここから先がよくわからない部分なのですが・・・ (ここまででも間違っているかもしれませんので、違って いたら教えてください) 固有ベクトルの具体例を3つ用意するために、固有値ー3に対して、 p{A-(-3)E}=q ...(★) (Eは単位行列、qはー3の固有ベクトル具体例) を満たすpを求めると、そのpが3つ目の固有ベクトルになる・・・ でいいのでしょうか? 実際、a=1、b=1として(★)を計算して、具体的な固有ベクトルとして、 (0 -1 1)を出しました。 (←の行列は転置) そして、これらのベクトルを列ベクトルにもつ行列Bを考えたとき、 (Bの逆行列)*A*B を計算してもジョルダン標準形になりませんでした。。 ジョルダン標準形はおそらく (-3 1 0) ( 0 -3 0) ( 0 0 0) ではないかと思うのですが、解法がよくわかりません。 誰かご存知の方に教えていただきたいのです。 お願いします。 ジョルダン標準形 次の行列Aをジョルダン標準形に変換せよ。 8 0 -1 -2 7 2 1 0 6 という問題なんですが、固有方程式を計算すると固有値は3重根で7でした。そこで固有値7に対する固有空間を求めると、多分計算が間違っていなければ x1=[1 0 1]^t , x2=[0 1 0]^t が一次独立なベクトルとして取れると思うんです。そして3本目が必要なので一般固有ベクトルを求めるために(A-7E)x3=x1としてx3(=[a b c]^tとする)を求めにいったんですが、これだと1本目の式と3本目の式はa-c=1で一致するんですが2本目の式は-2a+2c=0となりa,cが一意に決められません。これはさらに2本取れることを意味してるんでしょうか?仮にa=2,c=1として3本目のベクトルをx3=[2 0 1]^tとして進めていっても最終的なジョルダン標準形の形を計算したときに 7 0 1 0 7 0 0 0 7 とズレてしまいました。多分色々と間違いが重なった結果だと思うんですが、まだジョルダン標準形をしっかり理解できてないようなのでアドバイスよろしくお願いします! ちなみに一次独立なベクトルを並べた行列をPとすると僕の場合Pは 1 0 2 0 1 0 1 0 1 となりますが解答のほうは 1 1 0 -2 0 1 1 0 0 でした。 ジョルダン標準形について 行列が、(3行×3列) 0 0 1 1 0 0 0 0 0 のジョルダン標準形を求める計算なのですが、固有値を出したときに0のみになってしまい、初めに求める固有ベクトルがx=0、Z=0でyに関しては何も出てきません。こういうときはyをaなどの定数としておいて一般固有ベクトルを計算していって良いのでしょうか?教えてくださいお願いします。 ジョルダン標準形の幾何学的意味 正方行列Aについて、Aのジョルダン標準形とAによる幾何変換の間にはどのような関係がありますか。 1.Aによる変換が拡大縮小の場合、Aのジョルダン標準形はどのようになりますか。 2.Aによる変換が回転の場合、Aのジョルダン標準形はどのようになりますか。 3.Aによる変換が平行移動の場合、Aのジョルダン標準形はどのようになりますか。 グラムシュミットとジョルダン標準形 ある行列を対角化するとき、固有値が重解の場合に、 固有ベクトルの求め方がこんがらがってしまいました。 グラムシュミットの正規直交化とジョルダン標準形の2つが出てくるのですが、 どのようなときにどちらを使うのか教えてください。 もしくはどちらも使うものなんでしょうか? ジョルダン標準形を求めるときに、固有ベクトルを正規直交化すると うまくいかなかったりしたので… お願いします。 日本史の転換点?:赤穂浪士、池田屋事件、禁門の変に見る武士の忠義と正義 OKWAVE コラム ジョルダン標準形 A= 3 -1 -1 3 のジョルダン標準形を求めたいのですが、参考書を読んでも難しくてよく分かりません。 det(A-λI)=(λ-2)(λ-4)より、固有値は2と4だと分かりますが、その後どうやってジョルダン標準形を求めるのかが分かりません。 すみませんが、どなたか解説をお願いします。 ジョルダン標準形の参考書について 伊理 正夫、韓 太舜 著の 『線形代数―行列とその標準形 (シリーズ新しい応用の数学 16)』 と 『ジョルダン標準形 (UP応用数学選書 8) 』 のどちらを買おうか迷っています。 出来れば証明などが細かく書かれている方が良いです。 どちらを買えばいいでしょうか? ジョルダン標準形ってなんのため? 線形代数の本を読んでいると、後ろのほうにジョルダン標準形がでてきます。 書いてあることをなぞることはなんとかできるのですが、固有値の次にいきなり前触れもなく現れるので、これが ・どういう(歴史的)要請・経由で ・何のために 現れたのかがわかりません。 ジョルダン標準形の本質は何でしょうか? ジョルダン標準形について たとえば、5x5行列Aがあって、固有値が一つ2であるとします。重複度は5です。(A-2E)X=0から固有ベクトルを求めて、二つ独立な固有ベクトルあるとします。そのとき、固有値に対してジョルダン標準形の二つのブロックが作られるというルールがあると思いますが、そのブロックの順番は何でもいいですか? 質問は たとえば、ブロック 「2」 とブロック [2100 0210 0021 0002] の順番はどうやってわかりますか? 別のブロックの組み合わせもありうると思いますが、順番だけについて教えてください。 よろしくおねがいします 代数学のジョルダン標準形の問題を教えて下さい この問題を教えて下さい。 3次複素正方行列Aの固有多項式が(t-1)^2(t-2)で、最少多項式(t-1)(t-2)である。 ジョルダン標準形は何かという問題です。 (1 0 0) (0 1 0) (0 0 2) であっているでしょうか。お願いいたします ジョルダン標準形の問題。 閲覧ありがとうございます。 以下の(4)のジョルダン標準形を求めよという問題で、 http://i.imgur.com/wFZ4Unf.jpg 問題の行列をAとすると、以下のような正則行列P=(a1 a2 a3 a4)を作りたいのですが、 http://i.imgur.com/K0091Su.jpg このやり方が分かりません。 私の解釈が間違っているのか、どんなに計算しても合わないのです。 どうか分かる方、回答よろしくお願いします。求め方も知りたいので、結果だけでなく過程も記していただけると大変助かります。 お手数ですがどうかよろしくお願いします。お待ちしています。 ジョルダン標準形の作り方 固有ベクトルを求めずに、固有値だけでジョルダン標準形を求めるやり方を教えて下さい。 自分のやり方の間違っている点や不十分なところを指摘して下さい。 例題 A= [2 0 -1] [-2 3 2 ] [1 0 0] のジョルダン標準形を求めなさい。 解法 (1)固有多項式で固有値を求める。 固有多項式Ψ(λ)=(λ-3)(λ-1)^2 λ=1(重解)、3 (2)それぞれの固有値におけるジョルダン細胞の個数を求める。 「1つの固有値に対する互いに独立な固有ベクトルの本数(固有空間の次元数)は、その固有値に対するジョルダン細胞の個数に等しい」ので、 つまり、固有空間の次元数=dim(A-λE)=n-rank(A-λE)=ジョルダン細胞数なので、 λ=3の時、 rank(A-3E)=2 dim(A-3E)=3-2=1 λ=1に対して、ジョルダン細胞1つ。 λ=1について rank(A-E)=2 dim(A-E)=3-2=1 よってλ=1に対して、 ジョルダン細胞1つ。 (3)次にジョルダン細胞の次数を求める。 (A-3E)(A-E)≠0 (A-3E)(A-E)^2=0 より、最小多項式は (λ-3)(λ-1)^2なので、 λ=3のジョルダン細胞の次数は1 λ=1のジョルダン細胞の次数は2 よってJ=J(3,1)➕J(1,2) (➕は、+の丸囲み) J= [3 0 0] [0 1 1] [0 0 1] 一応、答えは出ました。これで間違いないですか? しかし、私のやり方では、(3)でわざわざ、 (A-3E)(A-E)^2を計算しなくてはいけません。 これがけっこう面倒です。 そうではなく、最小多項式を求めなくてもいいやり方を教えてほしいのです。 ジョルダン標準形が求められません>< 以下の行列のジョルダン標準形が求められずに困っています。 A = (-1 0 0) (-3 -6 -5) ( 3 5 4) 固有値λはλ = ー1 のみでした。 それに対する固有ベクトルv = (x, y, z)(転置)が、 (A + λE)v = ( 0 0 0)(x) (0) (-3 -5 -5)(y) =(0) ( 3 5 5)(z) (0) より 3x + 5y + 5z = 0 を満たすことから (x, y, z) = (-5, 3, 0), (5, 0, -3) としました。 残る1本の一般固有ベクトルは、 ( 0 0 0)(x) (-5) ( 5) (-3 -5 -5)(y) = a( 3) + b( 0) ( 3 5 5)(z) ( 0) (-3) が解を持つように a, b を定めたときの解なので、 a = b = 1 とすると、 (x, y, z) = (-1, 0, 0) は条件を満たすのでこれを最後の一般固有ベクトルとしました。 これらをならべて、変換行列Sを S = (-5 5 -1) ( 3 0 0) ( 0 -3 0) としました。 しかし、 (S^-1)AS = (-1 0 1) ( 0 -1 1) ( 0 0 -1) となってしまいます。 どなたか、どこが間違っているのかご教授ください。お願いします。 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば? Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 小諸市(長野県)在住でスキーやスノボをする方の用具 カテゴリ 学問・教育 人文・社会科学 語学 自然科学 数学・算数 応用科学(農工医) 学校 受験・進学 留学 その他(学問・教育) カテゴリ一覧を見る OKWAVE コラム 突然のトラブル?プリンター・メール・LINE編 携帯料金を賢く見直す!格安SIMと端末選びのポイントは? 友達って必要?友情って何だろう 大震災時の現実とは?私たちができる備え 「結婚相談所は恥ずかしい」は時代遅れ!負け組の誤解と出会いの掴み方 あなたにピッタリな商品が見つかる! OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど インターネット回線 プロバイダ、光回線など
お礼
#1さんと#2さんの答えを並べてみました。 ジョルダン標準形とは簡単に言うと、 「正則行列で対角化できない行列を準対角行列に分解するもの」 「固有値を対角線に並べた対角行列の特殊なケース」 これでかなりイメージが湧いてきました。 有難うございます。