Proceedings of the International Geometry Center

ISSN-print: 2072-9812
ISSN-online: 2409-8906
ISO: 26324:2012
Archives

On the structure of matrices over a principal ideal domain with respect to similarity

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Володимир Прокіп

Abstract

The structure of matrices over a domain of principal ideals with respect to similarity transformations is investigated. The article consists of four chapters. In the second section supporting results are presented.
In particular, we construct the triangular form of the matrix with respect to the similarity transformation for the case when its minimal polynomial decomposes into the product of different linear factors. In Section 3 it is proved that the Hessenberg form of a matrix A with an irreducible minimal quadratic polynomial m(λ) is a block triangular matrix with blocks of dimensional 2х2 with characteristic polynomials m(λ) on the main diagonal. In the fourth section it is proved that a matrix A with the minimal polynomial m (λ) = (λ-α) (λ-β), α ≠ β, is similar to the lower block-triangular matrix, the diagonal blocks of which are diagonal matrices with elements α and β on the main diagonals respectively. As a result of this the canonical form of involutory matrices over the ring of integers with respect to similarity transformations is established.

Keywords:
domain of principal ideals, matrix, similarity

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

How to Cite
Прокіп, В. (2019). On the structure of matrices over a principal ideal domain with respect to similarity. Proceedings of the International Geometry Center, 12(1), 56-69. https://doi.org/10.15673/tmgc.v12i1.1368
Section
Papers

References

1. N. Avni, U. Onn, A. Prasad, L. Vaserstein. Similarity classes of 3\\times 3 matrices over a local principal ideal ring. Communications Algebra, 37(8):2601-2615, 2009.,
2. A. Behn, A. B. Van der Merwe. An algorithmic version of the theorem by \\rm Latimer and \\rmMacDuffee for 2\\times2 integral matrices. Linear Algebra Appl., 346(1-3):1-14, 2002.,
3. W. С. Brown. Matrices over commutative rings, volume 169 of Pure and Applied Mathematics. New York: Marcel Dekker, 1993.,
4. J. T. Campbell, E. C. Trouy. When are two elements of \\rm GL(2, Z) similar? Linear Algebra Appl., 157:175-184, 1991.,
5. J. D. Dixon. An isomorphism criterion for modules over a principal ideal domain. Linear Multilin. Algebra, 8(1):69-72, 1979.,
6. Sh. Friedland. Matrices: Algebra, Analysis and Applications. World Scientific, 2015.,
7. R. M. Guralnick. Similarity of matrices over commutative rings. Linear Algebra Appl., 157:55-68, 1991.,
8. W. H. Gustafson. Roth's theorems over commutative rings. Linear Algebra Appl., 23:245-251, 1979.,
9. W. H. Gustafson. On matrix similarity over commutative rings. Linear Multilin. Algebra, 10(3):249-252, 1981.,
10. C. G. Latimer, C. C. MacDuffee. A correspondence between classes of ideals and classes of matrices. Annals of Math. Second Series., 34(2):313-316, 1933.,
11. B. R. McDonald. Similarity of matrices over artinian principal ideal rings. Linear Algebra Appl., 21(2):153-162, 1978.,
12. M. Newman. Integer Matrices. New York: Acad.Press, 1972.,
13. O. Taussky. Matrices of rational integers. Bull. Amer. Math. Soc., 66(5):327-345, 1960.,
14. H. K. Wimmer. Problem 45-7, \\rm A generalization of \\rmRoth’s theorem. Bull. Internat. Linear Algebra Society, 45:48, 2010.,
15. В. М. Бондаренко. О подобии матриц над кольцами классов вычетов. Математический сборник. \\rmК.: \\rmНаукова думка, 1:275-277, 1976.,
16. Ф. Р. Гантмахер. Теория матриц. М.: Наука, 1978.,
17. Ф. Груневальд, Н. К. Иыуду. Задача сопряжения для 2\\times 2-матриц над кольцами многочленов. Современная математика и ее прилож., 30(3):31-45, 2005.,
18. П. М. Гудивок. О модулярных и целочисельных представлениях конечных групп. ДАН СССР, 214(5):993-996, 1974.,
19. Ю. А. Дрозд. О ручных и диких матричных задачах. Матричные задачи, 1:104-114, 1977.,
20. Ю. А. Дрозд. Ручные и дикие матричные задачи. Представления и квадратичные формы, 1:39-74, 1979.,
21. А. А. Нечаев. О подобии матриц над коммутативным локальным артиновым кольцом. Труды сем. им. И. Г. Петровского, 9:81-101, 1989.,
22. В. М. Прокіп. Діагоналізованість матриць над областю головних ідеалів з мінімальним многочленом m(\\lambda)=(\\lambda -\\alpha)(\\lambda -\\beta), (\\alpha \\ne \\beta). Укр. мат. вісник, 7(2):212-219, 2010.,
23. В. М. Прокіп. Діагоналізовність матриць над областю головних ідеалів. Укр. мат. журнал, 64(2):283-288, 2012.,
24. В. М. Прокіп. Структура матриць рангу один над областю головних ідеалів відносно перетворення подібності. Мат. методи та фіз.-мех. поля, 59(3):68-76, 2017.,
25. С. В. Сидоров, В. Н. Шевченко. О подобии матриц второго порядка над кольцом целых чисел. Изв. вузов. Математика, 4:57-64, 2006.,
26. Д. A. Супруненко. О сопряженности матриц над кольцом вычетов. ДАН БССР, 8(11):693-695, 1964.