Määritelmä. Matriisin
A
minimipolynomilla tarkoitetaan matalinta astetta olevaa polynomia
(
), jonka korkeimman potenssin
kerroin on ykkönen, s.e.
(A) = 0.
Lause 8.5.1 Olkoon A nxn
-matriisi, jonka erisuuret
ominaisarvot ovat
,
,...,
ja olkoon s
:hin liittyvän suurimman Jordanin lohkon dimensio.
Tällöin A:n minimipolynomin aste on
s
+ s
+...+ s
ja se on
Todistus. (Kuten Cayley-Hamilton). Seuraa siitä, että
mennäkseen nolliksi, on lohkot (J
-
I) korotettava vähintään potenssiin s
, missä s
on kutakin ominaisarvoa
vastaavan suurimman lohkon dimensio q.
Esimerkki 8.5.1
Minimipolynomi on (
-2)
. Karakteristinen polynomi on (
-2)
.
Lauseen 8.5.1 perusteella voidaan löytää helppo menetelmä minimipolynomin määrittämiseksi, kun matriisi on pieni. Aluksi etsitään matriisin A karakteristinen polynomi ja jaetaan se tekijöihin Oletetaan, että karakteristinen polynomi on
.
Matriisin A minimipolynomi on
Kertakukujen n
oikeat arvot löydetään kokeilemalla. Karakteristisen polynominlausekkeessa monikertaisten ominaisarvojen kertalukua pienennetään
järjesteyksessä ja jokaisen piennenyksen jälkeen kokeillaan
toteuttaako A ko. polynomin. Jos toteuttaa, niin jatketaan ko. ominaisarvonkertaluvun alentamista, jos ei, niin siirrytään seuraavaan
erisuureen ominaisarvoon.
Määritelmä. Alkeistekijät. Matriisin A alkeistekijät ovat sen Jordanin lohkojenkarakteristiset polynomit.
Harjoitus 8.5.2 Osoita, että keskenään similaarisilla matriiseilla on sama minimipolynomi. [1]