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$C=AB-BA \implies 1-C$ no es nilpotente, donde $A,B \in L(V)$ y $V$ es un espacio vectorial de dimensión finita

Dejemos que $V$ sea un espacio vectorial de dimensión finita sobre $\mathbb{C}$ (o $\mathbb{R}$ ). Sea $L(V)$ denotan el conjunto de transformaciones lineales sobre $V$ y $A,B \in L(V)$ . Definir $C=AB-BA$ . Quiero garantizar que $1-C$ no puede ser nilpotente.

He pensado que la prueba por contradicción es razonable. He supuesto que $(1-C)^n=0$ para un número entero $n>1$ . Entonces, $(1-AB+BA)^n=0$ . Intuitivamente, esperaba que mi suposición se contradijera con la dimensionalidad finita de $V$ . Sin embargo, no puedo proceder a la prueba. ¿Tiene alguna idea?

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Dietrich Burde Puntos 28541

Desde $$ tr(C)=tr(AB-BA)=tr(AB)-tr(BA)=0, $$ tenemos $tr(I-C)=tr(I)=n\neq 0$ Por lo tanto $I-C$ no puede ser nilpotente.

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Fnacool Puntos 81

$\mbox{tr}(I - AB + BA) = \mbox{tr} (I) - \mbox{tr}(AB) + \mbox{tr}(BA) = n - \mbox{tr}(AB) + \mbox{tr}(AB) = n$

(nótese que hemos utilizado el hecho de que $\mbox{tr}(BA) = \mbox{tr}(AB)$ ).

Por lo tanto, no todos los valores propios de $I-C$ son cero. Esto implica que $I-C$ no es nilpotente.

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