§ 7. Сопряженные системы
Рассмотрим снова систему (1.1). Если матрица А является комплексно сопряженной и транспонированной к
то система
называется сопряженной по отношению к системе (1.1). Соответствующая неоднородная система имеет вид
Относительно систем (1.1) и (7.1) можно высказать ряд утверждений. Первым из них является следующая
Лемма 7.1. Для того чтобы невырожденная
-матрица
была фундаментальной для системы (1.1), необходимо и достаточно, чтобы матрица
была фундаментальной для системы (7.1).
Это утверждение следует из того, что если
имеет непрерывную производную
, то
это можно проверить дифференцированием тождества
Таким образом, если
является для системы (1.1) фундаментальной матрицей, так что
то
а из этого равенства транспонированием и переходом к комплексно сопряженному получаем равенство
Обратный переход доказывается аналогичным образом.
Упражнение 7.1. Покажите, что система (1.1) имеет унитарную фундаментальную матрицу
в том и только в том случае, когда система (1.1) является самосопряженной, т. е. когда матрица
косоэрмитова:
Если в этом случае
решение системы (1.1), то евклидова норма
постоянна.
Лемма 7.2 (формула Грина). Пусть
непрерывны на отрезке
решение системы (1.2);
решение системы (7.2). Тогда для любого
выполняется равенство
где точка обозначает скалярное умножение.
Для доказательства этой формулы достаточно взять производную от обеих частей и учесть, что