策梅洛定理

策梅洛定理(Cayley-Hamilton theorem)是线性代数中的一个重要定理,由阿瑟·凯莱(Arthur Cayley)和威廉·罗温·汉密尔顿(William Rowan Hamilton)分别在19世纪独立发现。定理的内容是关于方阵满足其特征多项式的性质。定理表述如下:

对于任意一个n阶方阵A,设其特征多项式为:

$$p(\lambda) = \det(\lambda I - A) = \lambda^n + a_{n-1}\lambda^{n-1} + a_{n-2}\lambda^{n-2} + \cdots + a_1\lambda + a_0$$

其中,I是n阶单位矩阵,a_0, a_1, ..., a_{n-1} 是多项式的系数。

策梅洛定理指出,矩阵A满足其特征多项式,即将特征多项式中的λ换成矩阵A时,有:

$$p(A) = A^n + a_{n-1}A^{n-1} + a_{n-2}A^{n-2} + \cdots + a_1A + a_0I = 0$$

这里的0表示n阶零矩阵。

策梅洛定理具有广泛的应用,包括矩阵函数的计算、线性微分方程的求解等。