Разное

Матрица в n степени формула: Как возвести матрицу в степень

Возведение матрицы в произвольную степень : Высшая алгебра

Правила форума

В этом разделе нельзя создавать новые темы.

Если Вы хотите задать новый вопрос, то не дописывайте его в существующую тему, а создайте новую в корневом разделе «Помогите решить/разобраться (М)».

Если Вы зададите новый вопрос в существующей теме, то в случае нарушения оформления или других правил форума Ваше сообщение и все ответы на него могут быть удалены без предупреждения.

Не ищите на этом форуме халяву, правила запрещают участникам публиковать готовые решения стандартных учебных задач. Автор вопроса обязан привести свои попытки решения и указать конкретные затруднения.

Обязательно просмотрите тему Правила данного раздела, иначе Ваша тема может быть удалена или перемещена в Карантин, а Вы так и не узнаете, почему.

 
buker 

 Возведение матрицы в произвольную степень

09. 01.2010, 14:58 

02/02/09
53

Добрый день!
Передо мной стоит следующая задача:
Дана матрица в верхнем виде Хессенберга

требуется в явном виде (не численными методами) найти выражения для элементов матрицы для произвольного натурального .
Прирешении были достигнуты следующие результаты:

1. необходимо найти только явный вид элементов первой строки, котому как для элементов нижеследующих справедливо по построению матрицы
2. для элементов первой строки справедливо следующее реккурентное соотношение:
, причем вехние левые элементы находятся также по реккуретному соотношению .

Таким образом, вроде бы алгоритм поиска требуемых значения задан, но необходим явный вид от параметров . В попытке заметить зависимость (возводя «вручную» матрицу в небольшие степени), а потом доказать по индукции успехов особых не добился

Также совершенно неприменимым является радикально иной метод нахождения степеней через Жорданову форму — собственный многочлен имеет вид , решить который в общем виде не представляется возможным.

Буду признателен за помощь и умные мысли!


   

                  

maxal 

 Re: Возведение матрицы в произвольную степень

09.01.2010, 20:42 

Модератор

11/01/06
5605

Явная формула будет так или иначе содержать корни характеристического многочлена.


А вообще такие матрицы называются сопровождающими.


   

                  

buker 

 Re: Возведение матрицы в произвольную степень

09.01.2010, 21:05 

02/02/09
53

maxal в сообщении #279014 писал(а):

А вообще такие матрицы называются сопровождающими.

огромное спасибо за информацию!!!

то есть насколько я понимаю, учитывая тот факт, что точных методов для нахождения корней уравнения степени, больше 4-х нет, то и решить поставленную мною задачу нет никакой возможности?

вопрос в тему: можно ли в явном виде найти решение регрессионного уравнения для произвольного ? при — решение известно (например, решение уравнения Фиббоначи). Очевидно, что решение и этой и предыдущей задачи содержится в решении уравнения степени, но может есть какие-нибудь интересные мысли у кого-нибудь?

Спасибо!


   

                  

maxal 

 Re: Возведение матрицы в произвольную степень

09. 01.2010, 22:47 

Модератор

11/01/06
5605

buker в сообщении #279030 писал(а):

то есть насколько я понимаю, учитывая тот факт, что точных методов для нахождения корней уравнения степени, больше 4-х нет, то и решить поставленную мною задачу нет никакой возможности?

Явную формулу получить не удастся, но быстрый алгоритм — вполне.

buker в сообщении #279030 писал(а):

вопрос в тему: можно ли в явном виде найти решение регрессионного уравнения для произвольного ?

А начальные условия какие?


   

                  

buker 

 Re: Возведение матрицы в произвольную степень

09. 01.2010, 23:17 

02/02/09
53

Цитата:

А начальные условия какие?

более точно было бы задать условия в виде:


   

                  

maxal 

 Re: Возведение матрицы в произвольную степень

10. 01.2010, 01:14 

Модератор

11/01/06
5605

buker
Это линейное рекуррентное уравнение. Явная формула выражается через корни его характеристического многочлена.


   

                  

buker 

 Re: Возведение матрицы в произвольную степень

10. 01.2010, 21:13 

02/02/09
53

maxal в сообщении #279109 писал(а):

buker
Это линейное рекуррентное уравнение. Явная формула выражается через корни его характеристического многочлена.

я конечно это понимаю, на что и указываю в предыдущем треде. К сожалению осознаю и то, что для произвольно го найти корни многочлена не возможно. а поэтому тешу себя надеждой (хотя наверно зря), что можно что-то «хитрое» придумать, чтобы обойти необходимость решения уравнения произвольной степени.


   

                  

maxal 

 Re: Возведение матрицы в произвольную степень

10. 01.2010, 22:51 

Модератор

11/01/06
5605

buker в сообщении #279376 писал(а):

а поэтому тешу себя надеждой (хотя наверно зря), что можно что-то «хитрое» придумать, чтобы обойти необходимость решения уравнения произвольной степени.

Детально не проверял, но скорее всего это равносильные задачи. То есть, если вы придумаете что-то «хитрое», выражающее общее решение рекуррентного уравнения, то из него можно вывести формулу для корней характеристического многочлена.


   

                  

buker 

 Re: Возведение матрицы в произвольную степень

11. 01.2010, 13:20 

02/02/09
53

именно абсолютно точно равносильные. в том то и дело, поэтому и пишу про «зря». попробовал ужде несколько методов, но как и следовало ожидать все так или иначе сводится к одной задаче.


   

                  

Показать сообщения за: Все сообщения1 день7 дней2 недели1 месяц3 месяца6 месяцев1 год Поле сортировки АвторВремя размещенияЗаголовокпо возрастаниюпо убыванию 
  Страница 1 из 1
 [ Сообщений: 9 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы


Теория матриц

Теория матриц
  

Гантмахер Ф. Р. Теория матриц. – М.: Наука, 1968. — 576 с.



Оглавление

Предисловие автора к первому изданию
Предисловие автора ко второму изданию
ЧАСТЬ I. ОСНОВЫ ТЕОРИИ
Глава I. Матрицы и действия над ними
§ 1. Матрицы. Основные обозначения
§ 2. Сложение и умножение прямоугольных матриц
§ 3. Квадратные матрицы
§ 4. Ассоциированные матрицы. Миноры обратной матрицы
§ 5. Обращение прямоугольных матриц. Псевдообратная матрица
Глава II. Алгоритм Гаусса и некоторые его применения
§ 1. Метод исключения Гаусса
§ 2. Механическая интерпретация алгоритма Гаусса
§ 3. Детерминантное тождество Сильвестра
§ 4. Разложение квадратной матрицы на треугольные множители
§ 5. Разбиение матрицы на блоки. Техника оперирования с блочными матрицами. Обобщенный алгоритм Гаусса
Глава III. Лииейиые операторы в n-мерном векторном пространстве
§ 1. Векторное пространство
§ 2. Линейный оператор, отображающий n-мерное пространство в m-мерное
§ 3. Сложение и умножение линейных операторов
§ 4. Преобразование координат
§ 5. Эквивалентные матрицы. Ранг оператора. Неравенства Сильвестра
§ 6. Линейные операторы, отображающие n-мерное пространство само в себя
§ 7. Характеристические числа и собственные векторы линейного оператора
§ 8. Линейные операторы простой структуры
Глава IV. Характеристический и минимальный многочлены матрицы
§ 1. Сложение и умножение матричных многочленов
§ 2. Правое и левое деление матричных многочленов. Обобщенная теорема Безу
§ 3. Характеристический многочлен матрицы. Присоединенная матрица
§ 4. Метод Д. К. Фаддеева одновременного вычисления коэффициентов характеристического многочлена и присоединенной матрицы
§ 5. Минимальный многочлен матрицы
Глава V. Функции от матрицы
§ 1. Определение функции от матрицы
§ 2. Интерполяционный многочлен Лагранжа–Сильвестра
§ 3. Другие формы определения f(A). Компоненты матрицы A
§ 4. Представление функций от матриц рядами
§ 5. Некоторые свойства функций от матриц
§ 6. Применение функций от матрицы к интегрированию системы линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами
§ 7. Устойчивость движения в случае линейной системы
Глава VI. Эквивалентные преобразования многочленных матриц. Аналитическая теория элементарных делителей
§ 1. Элементарные преобразования многочленной матрицы
§ 2. Канонический вид матрицы
§ 3. Инвариантные многочлены и элементарные делители многочленной матрицы
§ 4. Эквивалентность линейных двучленов
§ 5. Критерий подобия матриц
§ 6. Нормальные формы матрицы
§ 7. Элементарные делители матрицы f(A)
§ 8. Общий метод построения преобразующей матрицы
§ 9. Второй метод построения преобразующей матрицы
Глава VII. Структура линейного оператора в n-мерном пространстве (геометрическая теория элементарных делителей)
§ 1. Минимальный многочлен вектора, пространства (относительно заданного линейного оператора)
§ 2. Расщепление на инвариантные подпространства с взаимно простыми минимальными многочленами
§ 3. Сравнения. Надпространство
§ 4. Расщепление пространства на циклические инвариантные подпространства
§ 5. Нормальная форма матрицы
§ 6. Инвариантные многочлены. Элементарные делители
§ 7. Нормальная жорданова форма матрицы
§ 8. Метод акад. А. Н. Крылова преобразования векового уравнения
Глава VIII. Матричные уравнения
§ 1. Уравнение AX=XB
§ 2. Частный случай: A=B. Перестановочные матрицы
§ 3. Уравнение AX-XB=C
§ 4. Скалярное уравнение f(X)=0
§ 5. Матричное многочленное уравнение
§ 6. Извлечение корня m-й степени из неособенной матрицы
§ 7. Извлечение корня m-й степени из особенной матрицы
§ 8. Логарифм матрицы
Глава IX. Линейные операторы в унитарном пространстве
§ 1. Общие соображения
§ 2. Метризация пространства
§ 3. Критерий Грама линейной зависимости векторов
§ 4. Ортогональное проектирование
§ 5. Геометрический смысл определителя Грама и некоторые неравенства
§ 6. Ортогонализация ряда векторов
§ 7. Ортонормированный базис
§ 8. Сопряженный оператор
§ 9. Нормальные операторы в унитарном пространстве
§ 10. Спектр нормальных, эрмитовых, унитарных операторов
§ 11. Неотрицательные и положительно определенные эрмитовы операторы
§ 12. Полярное разложение линейного оператора в унитарном пространстве. Формулы Кэли
§ 13. Линейные операторы в евклидовом пространстве
§ 14. Полярное разложение оператора и формулы Кэли в евклидовом пространстве
§ 15. Коммутирующие нормальные операторы
§ 16. Псевдообратный оператор
Глава X. Квадратичные и эрмитовы формы
§ 1. Преобразование переменных в квадратичной форме
§ 2. Приведение квадратичной формы к сумме квадратов. Закон инерции
§ 3. Метод Лагранжа приведения квадратичной формы к сумме квадратов. Формула Якоби
§ 4. Положительные квадратичные формы
§ 5. Приведение квадратичной формы к главным осям
§ 6. Пучок квадратичных форм
§ 7. Экстремальные свойства характеристических чисел регулярного пучка форм
§ 8. Малые колебания системы с n степенями свободы
§ 9. Эрмитовы формы
§ 10. Ганкелевы формы
ЧАСТЬ II. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ПРИЛОЖЕНИЯ
Глава XI. Комплексные симметричные, кососимметрические и ортогональные матрицы
§ 1. Некоторые формулы для комплексных ортогональных и унитарных матриц
§ 2. Полярное разложение комплексной матрицы
§ 3. Нормальная форма комплексной симметрической матрицы
§ 4. Нормальная форма комплексной кососимметрической матрицы
§ 5. Нормальная форма комплексной ортогональной матрицы
ГЛАВА XII. СИНГУЛЯРНЫЕ ПУЧКИ МАТРИЦ
§ 1. Введение
§ 2. Регулярный пучок матриц
§ 3. Сингулярные пучки. Теорема о приведении
§ 4. Каноническая форма сингулярного пучка матриц
§ 5. Минимальные индексы пучка
§ 6. Сингулярные пучки квадратичных форм
§ 7. Приложения к дифференциальным уравнениям
ГЛАВА XIII. МАТРИЦЫ С НЕОТРИЦАТЕЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
§ 1. Общие свойства
§ 2. Спектральные свойства неразложимых неотрицательных матриц
§ 3. Разложимые матрицы
§ 4. Нормальная форма разложимой матрицы
§ 5. Примитивные и импримитивные матрицы
§ 6. Стохастические матрицы
§ 7. Предельные вероятности для однородной цепи Маркова с конечным числом состояний
§ 8. Вполне неотрицательные матрицы
§ 9. Осцилляционные матрицы
Глава XIV. Различные критерии регулярности и локализации собственных значений
§ 1. Критерий регулярности Адамара и его обобщения
§ 2. Норма матрицы
§ 3. Распространение критерия Адамара на блочные матрицы
§ 4. Критерий регулярности Фидлера
§ 5. Круги Гершгорина и другие области локализации
Глава XV. Приложения теории матриц к исследованию систем линейных дифференциальных уравнений
§ 1. Системы линейных дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. Общие понятия
§ 2. Преобразование Ляпунова
§ 3. Приводимые системы
§ 4. Каноническая форма приводимой системы. Теорема Еругина
§ 5. Матрицант
§ 6. Мультипликативный интеграл. Инфинитезимальное исчисление Вольтерра
§ 7. Дифференциальные системы в комплексной области. Общие свойства
§ 8. Мультипликативный интеграл в комплексной области
§ 9. Изолированная особая точка
§ 10. Регулярная особая точка
§ 11. Приводимые аналитические системы
§ 12. Аналитические функции от многих матриц и их применение к исследованию дифференциальных систем. Работы И. A. Лaппo-Данилевского
ГЛАВА XVI. ПРОБЛЕМА РАУСА-ГУРВИЦА И СМЕЖНЫЕ ВОПРОСЫ
§ 1. Введение
§ 2. Индексы Коши
§ 3. Алгоритм Рауса
§ 4. Особые случаи. Примеры
§ 5. Теорема Ляпунова
§ 6. Теорема Рауса-Гурвица
§ 7. Формула Орландо
§ 8. Особые случаи в теореме Рауса — Гурвица
§ 9. Метод квадратичных форм. Определение числа различных вещественных корней многочлена
§ 10. Бесконечные ганкелевы матрицы конечного ранга
§ 11. Определение индекса произвольной рациональной дроби через коэффициенты числителя и знаменателя
§ 12. Второе доказательство теоремы Рауса—Гурвица
§ 13. Некоторые дополнения к теореме Рауса—Гурвица. Критерий устойчивости Льенара и Шипара
§ 14. Некоторые свойства многочлена Гурвица. Теорема Стильтьеса. Представление многочленов Гурвица при помощи непрерывных дробей
§ 15. Область устойчивости. Параметры Маркова
§ 16. Связь с проблемой моментов
§ 17. Связь между определителями Гурвица и определителями Маркова
§ 18. Теоремы Маркова и Чебышева
§ 19. Обобщенная задача Рауса-Гурвица
ДОБАВЛЕНИЕ. НЕРАВЕНСТВА ДЛЯ СОБСТВЕННЫХ И СИНГУЛЯРНЫХ ЧИСЕЛ
§ 1. Мажорирующие последовательности
§ 2. Неравенства Неймана-Хорна
§ 3. Неравенства Вейля
§ 4. Максимально-минимальные свойства сумм и произведений собственных чисел эрмитовых операторов
§ 5. Неравенства для собственных и сингулярных чисел сумм и произведений операторов
§ 6. Другая постановка задачи о спектре суммы и произведения эрмитовых операторов
ЛИТЕРАТУРА

матриц — Нахождение общей формулы степеней матрицы

Задавать вопрос

спросил

Изменено 5 лет, 7 месяцев назад

Просмотрено 2к раз

$\begingroup$ 9nA=I$, поэтому утверждение верно и в этом случае.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *