単因子論の基本定理

Last-modified: Sun, 27 Jan 2019 17:20:58 JST (1937d)
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(定理) 代数学の基本定理

仮定

  • \( R \)PID
  • \( M ~(\in M_{m \times n}(R)) \) は行列

主張

\( M \) は基本変形をすると、基本行列の積 (正則行列) \( X_1, X_2 \in \mathrm{GL}_n(R) \) を使って

\[ \left(\begin{matrix}d_1 & \cdots & 0 & 0 & \cdots & 0 \\\vdots & \ddots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\0 & \cdots & d_g & 0 & \cdots & 0 \\0 & \cdots & 0 & 0 & \cdots & 0\\\vdots & \ddots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots\\0 & \cdots & 0 & 0 & \cdots & 0\end{matrix}\right) = X_1MX_2 \]

の形に変形できる。ただし全ての \( i \) に対して \( d_i \neq 0, d_i \mid d_{i+1} \) とする。この表示は、各 \( d_i \)単元倍を除いて一意的である。

  • ようするに行列を rref にできるよ、みたいな話か。

その他

  • \( R \) が体なら全ての \( d_i \)単元であるから、結局全部の \( i \)\( d_i = 1 \) となっているもの (rref) と同じものになる。

証明

がんばる (加筆します) 。