Матрица
— это Ваша циклическая матрица
. Я её обозначил
, чтобы подчеркнуть, что то, что о ней говорится, справедливо в общем случае диагонализируемой матрицы.
Матрица
, приводящая её к диагональному виду, в общем случае состоит из записанных в столбцы собственных векторов
(каждый столбец — собственный вектор).
Если
циклическая, то эти собственные векторы хорошо известны, зависят только от размера
, и составляют матрицу (оператора) ДПФ:
Точнее, собственные векторы определены с точностью до множителя и порядка следования, но можно выбрать такую нормировку и порядок, что формула будет вот такой.