Lause 11.4.1 Jos A ja B ovat similaarisia
matriiseja s.e. A = SBS
, niin
f(A) = S f(B) S
.
Todistus. Koska A ja B ovat similaarisia matriiseja, on niillä sama Jordanin kanoninen muoto. Tästä seuraa, että niillä on sama minimipolynomi.
Koska minimipolynomi on sama, on
joten A:n ja B:n spektrin (Lagrangen) interpolaatiopolynomit ovat samat. Tästä seuraa, että
missä r(
) on ko. interpolaatiopolynomi.Toisaalta
Lause 11.4.2 Olkoon
Jordanin matriisi, jonka lohkojen kertaluvut ovat r
, r
,...,r
. Nyt
Todistus. Olkoon J:n minimipolynomi
ja r(
) J:n
spektrin interpolaatiopolynomi, ts.
i = 0,1,...,m
- 1, k = 1,2,...,s.
Määritelmän perusteella
Osoitetaan, että
f(J
) = r(J
), i = 1,2,...,p,
mistä väite seuraa. Olkoon
lohkoon J
kuuluva ominaisarvo. J
:n minimipolynomi on (
-
)
, r
m
. f:n arvot J
:n spektrillä ovat:
f
(
), i = 0,1,...,r
- 1.
J:n
minimipolynomin perusteella interpolaatioehdot
sisältyvät ehtoihin (1), joten r(
) on myös J
:n interpolaatiopolynomi sen spektrillä. Siis
f(J
) = r(J
)
ja
Seuraus. Olkoon J A:n Jordanin kanoninen muoto,
ts. A = SJS
. Esimerkin 11.3.2, lauseiden 11.4.1 ja 11.4.2 perusteella
Esimerkki 11.4.1 Olkoon A = SJS
, missä J = diag[J
, J
,...,J
] on Jordanin kanoninen muoto. Jos f(
) = e
, on
Voidaan osoittaa, että
toteuttaa yhtälön
Vastaavasti, jos f(
) = sin(
t),
missä
sin At toteuttaa yhtälön