A Study on the Jordan Canonical Form in vector spaces over finite fields

Authors

DOI:

https://doi.org/10.21167/cqdv26e26008

Keywords:

Linear Algebra, Finite fields, Canonical forms

Abstract

In this work, we will present the construction of the theorem that substantiates the existence of the Jordan Canonical Form for a given linear transformation on a vector space over and algebraically closed field using the fact that, if 𝑇 is a linear transformation in a vector space 𝑉 over a field K and 𝜆 is an eigenvalue of 𝑇, then the restriction of 𝑇 − 𝜆𝑖 to ker(𝑇 − 𝜆𝐼𝑑)𝑗 (where 𝑗 is the smallest integer such that ker(𝑇 − 𝜆𝐼𝑑)𝑗 = ker(𝑇 − 𝜆𝐼𝑑)𝑗+1) is nilpotent, which allows us to find a set of vectors 𝛽={𝑣, (𝑇 − 𝜆𝐼𝑑)(𝑣), . . . , (𝑇 − 𝜆𝐼𝑑)𝑚−1(𝑣)} such that the restriction of 𝑇 − 𝜆𝐼 to the set generated by 𝛽 can be represented by a matrix of the type 𝐽𝑚(0), therefore, the restriction of 𝑇 to [𝛽] can be represented by 𝐽𝑚(𝜆𝑖).
Following that, we will use Field Theory to extend such construction in order to allow it to be used in vector spaces over finite fields, since if 𝑝(𝑥) is an irreducible polynomial over a field K, then K[𝑥]\⟨𝑝(𝑥)⟩ is a field where 𝑝(𝑥) has roots.

Author Biographies

  • Isadora Vanzella Picinini, UTFPR - Universidade Tecnologica Federal do Paraná,

    Licenciada em Matemática pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná, atualmente cursando o programa de Mestrado em Matemática pela Universidade de São Paulo.

  • Jahina Fagundes de Assis Hattori, , UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná

    Graduada em Licenciatura em matemática pela Universidade Federal de Ouro Preto (2009) , Mestra em Modelagem Matemática e Computacional pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (2013) e Doutora em Recursos Pesqueiros e Engenharia da Pesca. Atualmente é professora do magistério superior da Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Tem experiência na área de Matemática Aplicada, com ênfase em Modelagem Matemática e Àlgebra Linear.

  • Wilian Francisco de Araújo, UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná,

    Possui graduação em Licenciatura em matemática pela Universidade Estadual de Maringá (2005), mestrado em Matemática pela Universidade Estadual de Maringá (2009) e doutorado em Doutorado em Matemática pela Universidade de São Paulo (2014). Atualmente é professor adjunto da Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Tem experiência na área de Matemática, com ênfase em Álgebra de Lie, atuando principalmente no seguinte tema: Extensão de Cauchon. 

Published

2025-08-21

Issue

Section

Artigos de Iniciação Científica

How to Cite

A Study on the Jordan Canonical Form in vector spaces over finite fields. C.Q.D. - Revista Eletrônica Paulista de Matemática, Bauru, v. 26, p. e26008, 2025. DOI: 10.21167/cqdv26e26008. Disponível em: https://sistemas.fc.unesp.br/ojs/index.php/revistacqd/article/view/422. Acesso em: 12 oct. 2025.