矩阵思想的形成与发展(2)

来源:南粤论文中心 作者:董可荣1 包芳勋 发表于:2010-02-09 09:21  点击:
【关健词】矩阵 西尔维斯特 凯莱矩阵思想矩阵理论
17621765年,拉格朗日在关于线性微分方程的著作中明确地出现了特征方程、特征根的概念【4】。1772 年,法国数学家拉普拉斯(Iap】ace,1749一1827)在同一领域的著作中也出现了特征根的概念。1815年,法国 数学家柯西

1762—1765年,拉格朗日在关于线性微分方程的著作中明确地出现了特征方程、特征根的概念【4】。1772 年,法国数学家拉普拉斯(Iap】ace,1749一1827)在同一领域的著作中也出现了特征根的概念。1815年,法国 数学家柯西(A.L.Cauchy,1789—1857)在研究微分方程问题时证明了所有对角矩阵的特征向量(至少在不 等的情况下)都是实的,得出矩阵可以通过正交变换而对角化,并于1829—1830年间第一次证明了实对称 矩阵的特征根是实数【5],其中孕育了对称矩阵、特征方程、正交变换等矩阵的一些基本概念。1840年,特征 方程的术语第一次出现在柯西的文章《分析与数学物理演习》(Exerc/ses d’ana/yse et de Physique Mathema. tiqu,)中[5】。

二、矩阵理论的创立


1、西尔维斯特的矩阵思想
詹姆斯•约瑟夫•西尔维斯特(J.J.Sylvester,1814—1897)出生于英国伦敦的一个犹太人家庭。1829年 西尔维斯特进入设在利物浦的皇家学会的学校学习,他学习努力,成绩突出。1831年10月西尔维斯特进 入剑桥大学圣约翰学院学习。1841年在都柏林大学三一学院获得硕士学位。1846年西尔维斯特进入内殿
法学协会,并于1850年取得律师资格[7]。在这期间他和同时进入林肯法律学会的凯莱(A.Cayley)建立起 了深厚的友谊。1878年西尔维斯特在巴尔的摩创办了美国历史上第一个数学杂志——《美国数学杂志》 (Amer/can Journal ofMathematics)【8】,并为这本杂志写了30篇论文,对美国大学的数学研究有很大的影响,
推动了美国纯数学的发展。西尔维斯特一生致力于纯数学的研究,他和凯莱、哈密顿(W.R.Hamilton)等人 一起开创了自牛顿(1.Newton)以来英国纯粹数学的繁荣局面。西尔维斯特在代数方面做出了重要贡献,在
不同的领域里孕育了丰富的矩阵思想。
西尔维斯特引进了有关矩阵的许多数学名词,给出了矩阵的一些重要概念与结论。1850年,西尔维斯 特在研究方程的个数与未知量的个数不相同的线性方程组时,由于无法使用行列式,所以引入了“矩阵” (Matr/x)一词来表示“一项由m行n列元素组成的矩形阵列”【9】,这是矩阵一词的最早使用。1851年,西尔
维斯特在研究二次曲线和二次曲面切触和相交时,需要考虑二次曲线和二次曲面束的分类,他的分类方法 引进了初等因子、不变因子的概念。西尔维斯特还证明了初等因子与不变因子的结论:
如果l A+墙I的任一阶的全部子式有一个公共因子入+e,则当A和B经过一个线性变换同时变换以
后,这个因子仍将是同阶子式组的公共因子。([9],P.221)
如果全部i阶子式有因子(入+£)。,(i+h)阶子式将包含因子(入+£)(^“)口.对每个i,i阶子式的最大 公因子Di(入)中所出现的各线性因子的方幂是l A+墟l的或任何一般行列式A的初等因子。对每个i,Di (入)被现一l(入)所除的商称为I A+入B l的不变因子。([9],P.222) 也是在1851年,西尔维斯特对于矩阵的等价得出结论:
如果矩阵A与B等价,那么曰的i行子式的行列式的每一个最大公因子d;与A的i行子式的行列式
的每一个最大公因子d7f是相等的。([9],p.241) 西尔维斯特得出了与矩阵有关的著名定理。1852年,西尔维斯特对于矩阵的合同发现著名的“惯性定
律”(Law ofinertia):“若对角矩阵G=[gl,92,⋯gp,0,⋯03与H=[h1,h2,⋯,k,0,⋯03合同,则g>0的个
数与h>0的个数相同。”【9]雅可比于1857年重新发现了该结论。
西尔维斯特在矩阵思想的形成与发展中,特别是矩阵的早期发展中做出了重要贡献,他的工作不仅体 现在对矩阵理论内容上的发展,即从不同领域的研究中发展出来的有关矩阵的概念与结论,而且还有其更 深刻的一面,一方面他的工作使得当时比较零散的矩阵知识趋于系统化、理论化,为凯莱创立矩阵理论提
供了有利条件,另一方面,西尔维斯特的行列式和矩阵的思想,为代数不变量理论的创立奠定了重要基础。
2、凯莱的矩阵思想 凯莱(A.Cayley,1821—1895)出生于英国的萨里郡里士满,1839年人剑桥大学三一学院学习,期间他广
泛阅读高斯、拉格朗日等数学大师的著作,利用大量的时间研究数学,在数学上的成绩远远超出其他人。
1842年,以剑桥大学数学荣誉学位考试一等的身份毕业,获得了史密斯奖金考试的第一名,被选为三一学 院的研究员和助教。1846年入林肯法律协会学习并于1849年成为律师,期间他和西尔维斯特开始了长期 的友谊与合作。1883年,凯莱被任命为英国科学促进会主席【8】。凯莱是英国纯粹数学的近代学派带头 人,一生发表了影响深远的数学论文近千篇,他的数学论文几乎涉及纯粹数学的所有领域,收集在《凯莱数
学论文集》(孤Collected Mathematical Papers  ofArthur Cayley,共14卷)中,并著有《椭圆函数专论》(Treatise On
El@tw Funct面ns,1876)一书。
在矩阵术语创用以前,凯莱对于矩阵的有关概念及其性质就有所研究。1843年,凯莱即已研究三阶以(责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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