Линейные многообразия проекторов
А. М. Ветошкин Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана (Мытищинский филиал) (г. Королёв)
Аннотация:
В работе показано, что линейное многообразие матриц вида:
$Q=Q_0+\sum a_{i}P_{i}$, может состоять из одних проекторов. Оказывается, для этого необходимо и достаточно, чтобы
$P_{i}=Q_{i}-Q_{0}$ и все матрицы
$Q_{i}$ были проекторами, причем:
$(Q_{i}-Q_{j})^{2}=0$ для любой пары
$i$ и
$j$. Установлено, что все проекторы, составляющие это линейное многообразие, имеют один ранг и любая пара
$A,B$ этих проекторов удовлетворяет
$(A-B)^2=0$.
Найдены несколько условий, эквивалентных тому, что два проектора
$A,B$ удовлетворяют
$(A-B)^2=0$, одно из них в терминах подпространств, определяющих эти проекторы.
Пусть
$n$ порядок проекторов
$Q_{i}$,
$r$ — их ранг, тогда показано, что максимальное число линейно независимых матриц
$P_{i}=Q_{i}-Q_{0}$ таких, что выполняются условия
$(Q_{i}-Q_{j})^{2}=0$, равно
$r(n-r)$. Поэтому, любой проектор ранга
$r$ можно представить в виде суммы ортопроектора
$Q_{0}$ и линейной комбинации не более, чем
$r(n-r)$ проекторов
$Q_{i}$, так, что выполняется
$(Q_{i}-Q_{j})^2=0$,
$i,j=0,1,\dots,r(n-r)$.
В работе вычислено минимальное расстояние между двумя проекторами рангов
$k$ и
$l-|k-l|^{1/2}$. Максимальное расстояние между двумя ортопроекторами одного ранга
$k-(2k)^{1/2}$.
Установлено, что многочлен
$h(p,q)=(p-q)^{2}$ играет особую роль для алгебры
$\mathcal{A}(p,q)$, порождаемой проекторами
$p,q,I$. Многочлен
$H$ порождает центр этой алгебры — множество элементов коммутирующих со всеми элементами
$\mathcal{A}(p,q)$.
Ключевые слова:
проектор, линейное многообразие, линейное подпространство матриц ограниченного ранга, блочно-треугольная форма пары проекторов, центр алгебры, порожденной двумя проекторами.
УДК:
512.643.8 Поступила в редакцию: 20.10.2019
Принята в печать: 22.06.2022
DOI:
10.22405/2226-8383-2022-23-2-42-55