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冪零変換

冪零變換是一類特殊的線性變換,具有以下特點和套用:

定義:設V是數域P上的線性空間,σ是V的線性變換。若存在自然數m,使得σ^m=0,但σ^(m-1)≠0,則σ稱為冪零變換,m稱為冪零指數

特徵多項式:一個線性變換是冪零變換若且唯若其特徵多項式的根都是零。

結構:

冪零變換可以將線性空間V分解成多個強循環子空間的直和,其中每個強循環子空間對應於特徵值0的一個特徵向量。

存在一個基,使得在此基下的矩陣表示為Jordan形矩陣,其中每個Jordan塊的主對角元為0,且級數不超過冪零指數,Jordan塊的總數等於線性空間的維數。

套用:冪零變換在數學和工程領域有著廣泛的套用,特別是在矩陣理論控制系統理論以及計算機圖形學中。

通過以上分析,我們可以看到冪零變換不僅是線性代數中的一個重要概念,而且在實際套用中也有其獨特的價值和作用。