Matriz complementaria

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La matriz compañera de un polinomio monico

 a(x) = a_0+a_1x+...+a_(n-1)x^(n-1)+x^n
(1)

es el n×n matriz cuadrada

 Un=
(2)

con aquellas de la subdiagonal y la última columna dada por los coeficientes de a(x). Tenga en cuenta que en la literatura, la matriz acompañante a veces se define con las filas y columnas cambiadas, es decir, la transposición de la matriz anterior.

Cuando e_i es el estándar de base, un compañero de la matriz satisface

 Ae_i=e_(i+1)
(3)

para en, así como

 Ae_n=suma-a_ie_i,
(4)

incluyendo

 Un^ne_1=suma-a_iA^ie_1.
(5)

El polinomio mínimo de la matriz de la matriz compañera es, por lo tanto, a(x), que también es su polinomio característico.

Las matrices de acompañamiento se utilizan para escribir una matriz en forma canónica racional. De hecho, cualquier matriz  n×n cuya matriz polinomial mínimo  p (x) tiene un grado polinómico n es similar a la matriz compañera para p(x). La forma canónica racional es más interesante cuando el grado de p(x) es menor que n.

El siguiente comando de Wolfram Language proporciona la matriz acompañante para un polinomio p en la variable x.

 CompanionMatrix := Module}, w = -w/Last; n = Length - 1; SparseArray], {i_, j_} /; i == j + 1 -> 1}, {n, n}]]

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