스미스 표준형 (Smith normal form)

개요

• 정수환 위에서의 선형대수학
• 정수 행렬에 대한 표준형의 하나
• 호몰로지, 유한생성 아벨군의 기본정리 등에서 활용

예

• 정수 계수 행렬

$$ \left( \begin{array}{ccccc} 1 & -5 & 0 & 10 & -15 \\ 0 & 4 & 0 & -8 & 12 \\ 3 & -3 & -2 & 6 & -9 \\ 1 & -1 & 0 & 2 & -3 \\ \end{array} \right) $$

• 이 행렬의 스미스 표준형 (Smith normal form)은 다음과 같다

$$ \left( \begin{array}{ccccc} 1 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 4 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ \end{array} \right) =\left( \begin{array}{cccc} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 3 & 3 & -1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ -1 & -1 & 0 & 1 \end{array} \right).\left( \begin{array}{ccccc} 1 & -5 & 0 & 10 & -15 \\ 0 & 4 & 0 & -8 & 12 \\ 3 & -3 & -2 & 6 & -9 \\ 1 & -1 & 0 & 2 & -3 \end{array} \right).\left( \begin{array}{ccccc} 1 & 0 & 5 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 2 & -3 \\ 0 & 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 1 \end{array} \right) $$

관련된 항목들

• 호몰로지

매스매티카 파일 및 계산 리소스

• Smith Normal Forms Wolfram library archive

관련도서

• Norman, Christopher. 2012. Finitely Generated Abelian Groups and Similarity of Matrices over a Field, Springer.