On the Similarity of Upper Triangular Nilpotent Matrices of the $4$th and the $5$th Orders to a Generalized Jordan Block over the Ring of Integers

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

In this paper conditions for similarity of an upper triangular nilpotent matrix and a generalized Jordan block (i.,e. a matrix where only the elements of the first superdiagonal are non-zero) are considered. The problem is solved over the ring of integers. Necessary and sufficient conditions for similarity to a generalized Jordan block are obtained for the following classes of matrices: the fourth-order matrices of rank $3$ with nonzero elements of the first superdiagonal; the fifth-order matrices of rank $4$ and some additional restrictions on the elements of the first superdiagonal. These conditions are formulated in simple terms of divisibility and greatest common divisors of matrix elements. It is proved that if the first and last elements of the first superdiagonal are coprime, and the product of the remaining elements of this superdiagonal is equal to $1,$ then this matrix is similar to a generalized Jordan block. To obtain the similarity criterion, the following statement is used: if two nilpotent upper triangular matrices of order $n$ and rank $n - 1$ are similar over the ring of integers, then among the transforming matrices there is a triangular matrix. This statement reduces the problem of recognizing similarity to solving a system of linear equations in integers. The main tool for obtaining the results in the article is the criterion of consistency of a system of linear equations over the ring of integers.

Sobre autores

Sergey Sidorov

National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Autor responsável pela correspondência
Email: sesidorov@yandex.ru
ORCID ID: 0000-0003-2883-6427

Ph. D. in Phys. and Math., Associate Professor, Department of Algebra, Geometry and Discrete Mathematics
Rússia, 23 Gagarina Av., Nizhny Novgorod 603022, Russia

German Utkin

National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: german.utkingu@gmail.com
ORCID ID: 0000-0003-4794-2591

Laboratory Researcher, Artificial Intelligence Research Center
Rússia, 23 Gagarina Av., Nizhny Novgorod 603022, Russia

Bibliografia

  1. F. R. Gantmacher, The Theory of Matrices, M. Nauka, 1988 (In Russ.), 552 p.
  2. S. V. Sidorov, E. E. Chilina, "On non-hyperbolic algebraic automorphisms of a two-dimensional torus", Zhurnal SVMO, 23:3 (2021), 295–307. doi: 10.15507/2079.6900.23.202103.295-307 (In Russ.).
  3. V. V. Gorbatsevich, "Compact solvmanifolds of dimension at most ≤ 4'', Sib. Math. J, 50:2 (2009), 239–252.
  4. L. M. Lerman, K. N. Trifonov, "Symplectic partially hyperbolic automorphisms of 6-torus", Journal of Geometry and Physics, 195 (2024), 105038. doi: 10.1016/j.geomphys.2023.105038.
  5. H. Appelgate, H. Onishi, "The Similarity Problem for 3 × 3 Integer Matrices", Linear Algebra Appl., 42:2 (1982), 159–174. doi: 10.2307/2043695.
  6. S. V. Sidorov, "On similarity of matrices of third order over the ring of integers with reducible characteristic polynomial", Vestnik Nizhegorodsk. Univ., 2009, no. 1, 119–127 (In Russ.).
  7. S. V. Sidorov, Selection of effectively solvable classes in the problem of similarity of matrices over the ring of integers, PhD Dissertation, Nizhny Novgorod, 2015 (In Russ.).
  8. V. N. Shevchenko, S. V. Sidorov, "On the similarity of second-order matrices over the ring of integers", Russian Math. (Iz. VUZ), 50:4 (2006), 56–63 (In Russ.).
  9. M. Newman, Integral matrices, Academic Press, New York, 1972, 223 p.
  10. S. V. Sidorov, "Similarity of matrices with integer spectra over the ring of integers", Russian Math. (Iz. VUZ), 55:3 (2011), 77–84 (In Russ.).
  11. S. V. Sidorov, G. V. Utkin, "On the Similarity over the Ring of Integers of Certain Nilpotent Matrices of Maximal Rank", Zhurnal SVMO, 25:4 (2023), 284–298. doi: 10.15507/2079-6900.25.202304.284-298 (In Russ.).
  12. G. V. Utkin, "Similarity criterion over the ring of integers for some nilpotent matrices of the fifth order", Mathematical modeling and supercomputer technologies: Proceedings of the XXIII International Conference, Nizhny Novgorod, November 13–16, 2023, 154–157 (In Russ.).
  13. S. V. Sidorov, "On the similarity of certain integer matrices with single eigenvalue over the ring of integers", Math Notes, 105 (2019), 756–762. doi: 10.1134/S0001434619050122 (In Russ.).
  14. D. Husert, Similarity of integer matrices, PhD Thesis, University of Paderborn, 2017, 147 p.
  15. A. Schrijver, Theory of linear and integer programming, Wiley, 1998, 464 p.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Sidorov S.V., Utkin G.V., 2025

Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».