Теоремы о функциях от матриц

Теорема Кэли-Гамильтона: матрица A удовлетворяет собственному характеристическому уравнению. Этот результат можно записать в виде:

На основе этой теоремы можно представить многочлен n-го порядка от матрицы A в виде линейной комбинации I, A, A2, …, An-1 или многочлена n-й степени относительно A.

Теорема Сильвестра: если N(A) – матричный многочлен от A и если квадратная матрица A содержит n различных характеристических чисел, то многочлен от A можно записать в виде

Можно показать, что

где P(l) – характеристический многочлен A, а потому теорема Сильвестра может быть записана в виде

Если матрица A содержит кратные характеристические корни, то необходимо использовать так называемую вырожденную форму теоремы Сильвестра. Пусть характеристический корень имеет порядок s. Тогда член суммы, соответствующий кратному корню li, можно представить в виде