Закон инерции квадратичных форм.
Теорема 4.4 Закон инерции. Для любой эрмитовой билинейной функции нормальный вид определяется единственным образом.
Доказательство проведем методом от противного. Пусть найдется два базиса и
, в которых нормальный вид различный. Пусть
и
и
. Поскольку
, то нормальный вид различен только если
. Для определенности положим
. Обозначим через W линейную оболочку векторов
, а через U – линейную оболочку векторов
. Для не нулевого вектора
имеем
и
, а для вектора
выполняются равенства
и
. Пересечение подпространств
не может содержать векторов отличных от нуля, но
. К полученному противоречию привело допущение
. Таким образом теорема доказана.
Число положительных слагаемых в нормальном виде эрмитовой формы называется положительным индексом инерции, а число слагаемых с отрицательными коэффициентами – отрицательный индекс инерции. Индексы инерции эрмитовых форм не зависят от выбора базиса.