矩阵的极小多项式与其迹数与范数相关。

0 极小多项式的概念

在定义极小多项式之前了解这个概念.

根据凯莱-哈密顿定理我们知道A的特征多项式满足:

记全体满足p(A)=0 的多项式p为Pa,显然Pa中的任意两个多项式或者一个多项式的数乘

仍然属于Pa,令Ma为Pa中次数最低的非零多项式。我们断言Pa中多项式都是Ma的倍数,

否则存在:

此时r次数低于Ma却也属于Pa 因此与之前假定Ma次数最低矛盾。

在允许相差常数因子的前提下Ma是唯一的,令其首项系数为1.

则称它为A的极小多项式。

1 极小多项式

设A为nxn矩阵,其特征值为:

则A的极小多项式ma为:

该式给出最小多项式的形式,根据其形式并不能直接求出最小多项式。还要依据凯莱-哈密顿定理进行判断

证明略

3 求极小多项式举例

矩阵:

求其最小多项式:

首先求A的特征多项式:

右上边的定义可知,最小多项式可能是下列两种情况之一:

根据本节来时的讨论知最小多项式p满足p(A)=0

将A分别带入上边两个多项式:

于是最小多项式为:

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