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eja: drop a superfluous semicolon.
[sage.d.git] / mjo / eja / eja_element.py
index e8c183b51d522efd14aba57b779b4b5ebfa4b896..a832185502c7fafb16879ab3a08084499d3582ab 100644 (file)
@@ -4,7 +4,8 @@ from sage.modules.free_module import VectorSpace
 from sage.modules.with_basis.indexed_element import IndexedFreeModuleElement
 
 from mjo.eja.eja_operator import FiniteDimensionalEJAOperator
-from mjo.eja.eja_utils import _mat2vec, _scale
+from mjo.eja.eja_utils import _scale
+
 
 class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
     """
@@ -42,14 +43,12 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         The definition of `x^2` is the unambiguous `x*x`::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: x = random_eja().random_element()
             sage: x*x == (x^2)
             True
 
         A few examples of power-associativity::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: x = random_eja().random_element()
             sage: x*(x*x)*(x*x) == x^5
             True
@@ -59,7 +58,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         We also know that powers operator-commute (Koecher, Chapter
         III, Corollary 1)::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: x = random_eja().random_element()
             sage: m = ZZ.random_element(0,10)
             sage: n = ZZ.random_element(0,10)
@@ -106,7 +104,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         We should always get back an element of the algebra::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: p = PolynomialRing(AA, 't').random_element()
             sage: J = random_eja()
             sage: x = J.random_element()
@@ -131,7 +128,8 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         SETUP::
 
-            sage: from mjo.eja.eja_algebra import HadamardEJA
+            sage: from mjo.eja.eja_algebra import (random_eja,
+            ....:                                  HadamardEJA)
 
         EXAMPLES:
 
@@ -155,11 +153,10 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         The characteristic polynomial of an element should evaluate
         to zero on that element::
 
-            sage: set_random_seed()
-            sage: x = HadamardEJA(3).random_element()
+            sage: x = random_eja().random_element()
             sage: p = x.characteristic_polynomial()
-            sage: x.apply_univariate_polynomial(p)
-            0
+            sage: x.apply_univariate_polynomial(p).is_zero()
+            True
 
         The characteristic polynomials of the zero and unit elements
         should be what we think they are in a subalgebra, too::
@@ -167,8 +164,8 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
             sage: J = HadamardEJA(3)
             sage: p1 = J.one().characteristic_polynomial()
             sage: q1 = J.zero().characteristic_polynomial()
-            sage: e0,e1,e2 = J.gens()
-            sage: A = (e0 + 2*e1 + 3*e2).subalgebra_generated_by() # dim 3
+            sage: b0,b1,b2 = J.gens()
+            sage: A = (b0 + 2*b1 + 3*b2).subalgebra_generated_by() # dim 3
             sage: p2 = A.one().characteristic_polynomial()
             sage: q2 = A.zero().characteristic_polynomial()
             sage: p1 == p2
@@ -237,7 +234,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         Ensure that we can always compute an inner product, and that
         it gives us back a real number::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: x,y = J.random_elements(2)
             sage: x.inner_product(y) in RLF
@@ -265,7 +261,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         The definition of a Jordan algebra says that any element
         operator-commutes with its square::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: x = random_eja().random_element()
             sage: x.operator_commutes_with(x^2)
             True
@@ -274,7 +269,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         Test Lemma 1 from Chapter III of Koecher::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: u,v = random_eja().random_elements(2)
             sage: lhs = u.operator_commutes_with(u*v)
             sage: rhs = v.operator_commutes_with(u^2)
@@ -284,7 +278,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         Test the first polarization identity from my notes, Koecher
         Chapter III, or from Baes (2.3)::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: x,y = random_eja().random_elements(2)
             sage: Lx = x.operator()
             sage: Ly = y.operator()
@@ -296,32 +289,32 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         Test the second polarization identity from my notes or from
         Baes (2.4)::
 
-            sage: set_random_seed()
-            sage: x,y,z = random_eja().random_elements(3)
-            sage: Lx = x.operator()
-            sage: Ly = y.operator()
-            sage: Lz = z.operator()
-            sage: Lzy = (z*y).operator()
-            sage: Lxy = (x*y).operator()
-            sage: Lxz = (x*z).operator()
-            sage: bool(Lx*Lzy + Lz*Lxy + Ly*Lxz == Lzy*Lx + Lxy*Lz + Lxz*Ly)
+            sage: x,y,z = random_eja().random_elements(3)  # long time
+            sage: Lx = x.operator()                        # long time
+            sage: Ly = y.operator()                        # long time
+            sage: Lz = z.operator()                        # long time
+            sage: Lzy = (z*y).operator()                   # long time
+            sage: Lxy = (x*y).operator()                   # long time
+            sage: Lxz = (x*z).operator()                   # long time
+            sage: lhs = Lx*Lzy + Lz*Lxy + Ly*Lxz           # long time
+            sage: rhs = Lzy*Lx + Lxy*Lz + Lxz*Ly           # long time
+            sage: bool(lhs == rhs)                         # long time
             True
 
         Test the third polarization identity from my notes or from
         Baes (2.5)::
 
-            sage: set_random_seed()
-            sage: u,y,z = random_eja().random_elements(3)
-            sage: Lu = u.operator()
-            sage: Ly = y.operator()
-            sage: Lz = z.operator()
-            sage: Lzy = (z*y).operator()
-            sage: Luy = (u*y).operator()
-            sage: Luz = (u*z).operator()
-            sage: Luyz = (u*(y*z)).operator()
-            sage: lhs = Lu*Lzy + Lz*Luy + Ly*Luz
-            sage: rhs = Luyz + Ly*Lu*Lz + Lz*Lu*Ly
-            sage: bool(lhs == rhs)
+            sage: u,y,z = random_eja().random_elements(3)  # long time
+            sage: Lu = u.operator()                        # long time
+            sage: Ly = y.operator()                        # long time
+            sage: Lz = z.operator()                        # long time
+            sage: Lzy = (z*y).operator()                   # long time
+            sage: Luy = (u*y).operator()                   # long time
+            sage: Luz = (u*z).operator()                   # long time
+            sage: Luyz = (u*(y*z)).operator()              # long time
+            sage: lhs = Lu*Lzy + Lz*Luy + Ly*Luz           # long time
+            sage: rhs = Luyz + Ly*Lu*Lz + Lz*Lu*Ly         # long time
+            sage: bool(lhs == rhs)                         # long time
             True
 
         """
@@ -348,7 +341,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         EXAMPLES::
 
             sage: J = JordanSpinEJA(2)
-            sage: e0,e1 = J.gens()
             sage: x = sum( J.gens() )
             sage: x.det()
             0
@@ -356,7 +348,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         ::
 
             sage: J = JordanSpinEJA(3)
-            sage: e0,e1,e2 = J.gens()
             sage: x = sum( J.gens() )
             sage: x.det()
             -1
@@ -377,7 +368,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         An element is invertible if and only if its determinant is
         non-zero::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: x = random_eja().random_element()
             sage: x.is_invertible() == (x.det() != 0)
             True
@@ -385,15 +375,14 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         Ensure that the determinant is multiplicative on an associative
         subalgebra as in Faraut and Korányi's Proposition II.2.2::
 
-            sage: set_random_seed()
-            sage: J = random_eja().random_element().subalgebra_generated_by()
+            sage: x0 = random_eja().random_element()
+            sage: J = x0.subalgebra_generated_by(orthonormalize=False)
             sage: x,y = J.random_elements(2)
             sage: (x*y).det() == x.det()*y.det()
             True
 
-        The determinant in matrix algebras is just the usual determinant::
+        The determinant in real matrix algebras is the usual determinant::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: X = matrix.random(QQ,3)
             sage: X = X + X.T
             sage: J1 = RealSymmetricEJA(3)
@@ -406,21 +395,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
             sage: actual2 == expected
             True
 
-        ::
-
-            sage: set_random_seed()
-            sage: J1 = ComplexHermitianEJA(2)
-            sage: J2 = ComplexHermitianEJA(2,field=QQ,orthonormalize=False)
-            sage: X = matrix.random(GaussianIntegers(), 2)
-            sage: X = X + X.H
-            sage: expected = AA(X.det())
-            sage: actual1 = J1(J1.real_embed(X)).det()
-            sage: actual2 = J2(J2.real_embed(X)).det()
-            sage: expected == actual1
-            True
-            sage: expected == actual2
-            True
-
         """
         P = self.parent()
         r = P.rank()
@@ -465,7 +439,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         The inverse in the spin factor algebra is given in Alizadeh's
         Example 11.11::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = JordanSpinEJA.random_instance()
             sage: x = J.random_element()
             sage: while not x.is_invertible():
@@ -490,14 +463,12 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         The identity element is its own inverse::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: J.one().inverse() == J.one()
             True
 
         If an element has an inverse, it acts like one::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: x = J.random_element()
             sage: (not x.is_invertible()) or (x.inverse()*x == J.one())
@@ -505,7 +476,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         The inverse of the inverse is what we started with::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: x = J.random_element()
             sage: (not x.is_invertible()) or (x.inverse().inverse() == x)
@@ -515,17 +485,17 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         of an element is the inverse of its left-multiplication operator
         applied to the algebra's identity, when that inverse exists::
 
-            sage: set_random_seed()
-            sage: J = random_eja()
-            sage: x = J.random_element()
-            sage: (not x.operator().is_invertible()) or (
-            ....:    x.operator().inverse()(J.one()) == x.inverse() )
+            sage: J = random_eja()                         # long time
+            sage: x = J.random_element()                   # long time
+            sage: (not x.operator().is_invertible()) or (  # long time
+            ....:    x.operator().inverse()(J.one())       # long time
+            ....:    ==                                    # long time
+            ....:    x.inverse() )                         # long time
             True
 
         Check that the fast (cached) and slow algorithms give the same
         answer::
 
-            sage: set_random_seed()                              # long time
             sage: J = random_eja(field=QQ, orthonormalize=False) # long time
             sage: x = J.random_element()                         # long time
             sage: while not x.is_invertible():                   # long time
@@ -537,15 +507,18 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
             True
         """
         not_invertible_msg = "element is not invertible"
-        if self.parent()._charpoly_coefficients.is_in_cache():
+
+        algebra = self.parent()
+        if algebra._charpoly_coefficients.is_in_cache():
             # We can invert using our charpoly if it will be fast to
             # compute. If the coefficients are cached, our rank had
             # better be too!
             if self.det().is_zero():
                 raise ZeroDivisionError(not_invertible_msg)
-            r = self.parent().rank()
+            r = algebra.rank()
             a = self.characteristic_polynomial().coefficients(sparse=False)
-            return (-1)**(r+1)*sum(a[i+1]*self**i for i in range(r))/self.det()
+            return (-1)**(r+1)*algebra.sum(a[i+1]*self**i
+                                           for i in range(r))/self.det()
 
         try:
             inv = (~self.quadratic_representation())(self)
@@ -577,14 +550,12 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         The identity element is always invertible::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: J.one().is_invertible()
             True
 
         The zero element is never invertible in a non-trivial algebra::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: (not J.is_trivial()) and J.zero().is_invertible()
             False
@@ -592,7 +563,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         Test that the fast (cached) and slow algorithms give the same
         answer::
 
-            sage: set_random_seed()                              # long time
             sage: J = random_eja(field=QQ, orthonormalize=False) # long time
             sage: x = J.random_element()                         # long time
             sage: slow = x.is_invertible()                       # long time
@@ -675,14 +645,12 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         The identity element is minimal only in an EJA of rank one::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: J.rank() == 1 or not J.one().is_primitive_idempotent()
             True
 
         A non-idempotent cannot be a minimal idempotent::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = JordanSpinEJA(4)
             sage: x = J.random_element()
             sage: (not x.is_idempotent()) and x.is_primitive_idempotent()
@@ -692,7 +660,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         idempotent if and only if it's idempotent with trace equal to
         unity::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = JordanSpinEJA(4)
             sage: x = J.random_element()
             sage: expected = (x.is_idempotent() and x.trace() == 1)
@@ -702,7 +669,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         Primitive idempotents must be non-zero::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: J.zero().is_idempotent()
             True
@@ -759,14 +725,12 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         The identity element is never nilpotent, except in a trivial EJA::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: J.one().is_nilpotent() and not J.is_trivial()
             False
 
         The additive identity is always nilpotent::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: random_eja().zero().is_nilpotent()
             True
 
@@ -793,7 +757,9 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
             sage: J = JordanSpinEJA(5)
             sage: J.one().is_regular()
             False
-            sage: e0, e1, e2, e3, e4 = J.gens() # e0 is the identity
+            sage: b0, b1, b2, b3, b4 = J.gens()
+            sage: b0 == J.one()
+            True
             sage: for x in J.gens():
             ....:     (J.one() + x).is_regular()
             False
@@ -807,7 +773,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         The zero element should never be regular, unless the parent
         algebra has dimension less than or equal to one::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: J.dimension() <= 1 or not J.zero().is_regular()
             True
@@ -815,7 +780,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         The unit element isn't regular unless the algebra happens to
         consist of only its scalar multiples::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: J.dimension() <= 1 or not J.one().is_regular()
             True
@@ -843,14 +807,13 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
             sage: J = JordanSpinEJA(4)
             sage: J.one().degree()
             1
-            sage: e0,e1,e2,e3 = J.gens()
-            sage: (e0 - e1).degree()
+            sage: b0,b1,b2,b3 = J.gens()
+            sage: (b0 - b1).degree()
             2
 
         In the spin factor algebra (of rank two), all elements that
         aren't multiples of the identity are regular::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = JordanSpinEJA.random_instance()
             sage: n = J.dimension()
             sage: x = J.random_element()
@@ -862,7 +825,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         The zero and unit elements are both of degree one in nontrivial
         algebras::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: d = J.zero().degree()
             sage: (J.is_trivial() and d == 0) or d == 1
@@ -873,7 +835,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         Our implementation agrees with the definition::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: x = random_eja().random_element()
             sage: x.degree() == x.minimal_polynomial().degree()
             True
@@ -982,7 +943,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         always the same, except in trivial algebras where the minimal
         polynomial of the unit/zero element is ``1``::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: mu = J.one().minimal_polynomial()
             sage: t = mu.parent().gen()
@@ -996,7 +956,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         The degree of an element is (by one definition) the degree
         of its minimal polynomial::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: x = random_eja().random_element()
             sage: x.degree() == x.minimal_polynomial().degree()
             True
@@ -1007,9 +966,8 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         identity. We require the dimension of the algebra to be at least
         two here so that said elements actually exist::
 
-            sage: set_random_seed()
-            sage: n_max = max(2, JordanSpinEJA._max_random_instance_size())
-            sage: n = ZZ.random_element(2, n_max)
+            sage: d_max = JordanSpinEJA._max_random_instance_dimension()
+            sage: n = ZZ.random_element(2, max(2,d_max))
             sage: J = JordanSpinEJA(n)
             sage: y = J.random_element()
             sage: while y == y.coefficient(0)*J.one():
@@ -1024,18 +982,17 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         The minimal polynomial should always kill its element::
 
-            sage: set_random_seed()
-            sage: x = random_eja().random_element()
-            sage: p = x.minimal_polynomial()
-            sage: x.apply_univariate_polynomial(p)
+            sage: x = random_eja().random_element()  # long time
+            sage: p = x.minimal_polynomial()         # long time
+            sage: x.apply_univariate_polynomial(p)   # long time
             0
 
         The minimal polynomial is invariant under a change of basis,
         and in particular, a re-scaling of the basis::
 
-            sage: set_random_seed()
-            sage: n_max = RealSymmetricEJA._max_random_instance_size()
-            sage: n = ZZ.random_element(1, n_max)
+            sage: d_max = RealSymmetricEJA._max_random_instance_dimension()
+            sage: d = ZZ.random_element(1, d_max)
+            sage: n = RealSymmetricEJA._max_random_instance_size(d)
             sage: J1 = RealSymmetricEJA(n)
             sage: J2 = RealSymmetricEJA(n,orthonormalize=False)
             sage: X = random_matrix(AA,n)
@@ -1047,19 +1004,30 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         """
         if self.is_zero():
-            # We would generate a zero-dimensional subalgebra
-            # where the minimal polynomial would be constant.
-            # That might be correct, but only if *this* algebra
-            # is trivial too.
-            if not self.parent().is_trivial():
-                # Pretty sure we know what the minimal polynomial of
-                # the zero operator is going to be. This ensures
-                # consistency of e.g. the polynomial variable returned
-                # in the "normal" case without us having to think about it.
-                return self.operator().minimal_polynomial()
-
+            # Pretty sure we know what the minimal polynomial of
+            # the zero operator is going to be. This ensures
+            # consistency of e.g. the polynomial variable returned
+            # in the "normal" case without us having to think about it.
+            return self.operator().minimal_polynomial()
+
+        # If we don't orthonormalize the subalgebra's basis, then the
+        # first two monomials in the subalgebra will be self^0 and
+        # self^1... assuming that self^1 is not a scalar multiple of
+        # self^0 (the unit element). We special case these to avoid
+        # having to solve a system to coerce self into the subalgebra.
         A = self.subalgebra_generated_by(orthonormalize=False)
-        return A(self).operator().minimal_polynomial()
+
+        if A.dimension() == 1:
+            # Does a solve to find the scalar multiple alpha such that
+            # alpha*unit = self. We have to do this because the basis
+            # for the subalgebra will be [ self^0 ], and not [ self^1 ]!
+            unit = self.parent().one()
+            alpha = self.to_vector() / unit.to_vector()
+            return (unit.operator()*alpha).minimal_polynomial()
+        else:
+            # If the dimension of the subalgebra is >= 2, then we just
+            # use the second basis element.
+            return A.monomial(1).operator().minimal_polynomial()
 
 
 
@@ -1085,29 +1053,27 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
             sage: J = ComplexHermitianEJA(3)
             sage: J.one()
-            e0 + e3 + e8
+            b0 + b3 + b8
             sage: J.one().to_matrix()
-            [1 0 0 0 0 0]
-            [0 1 0 0 0 0]
-            [0 0 1 0 0 0]
-            [0 0 0 1 0 0]
-            [0 0 0 0 1 0]
-            [0 0 0 0 0 1]
+            +---+---+---+
+            | 1 | 0 | 0 |
+            +---+---+---+
+            | 0 | 1 | 0 |
+            +---+---+---+
+            | 0 | 0 | 1 |
+            +---+---+---+
 
         ::
 
             sage: J = QuaternionHermitianEJA(2)
             sage: J.one()
-            e0 + e5
+            b0 + b5
             sage: J.one().to_matrix()
-            [1 0 0 0 0 0 0 0]
-            [0 1 0 0 0 0 0 0]
-            [0 0 1 0 0 0 0 0]
-            [0 0 0 1 0 0 0 0]
-            [0 0 0 0 1 0 0 0]
-            [0 0 0 0 0 1 0 0]
-            [0 0 0 0 0 0 1 0]
-            [0 0 0 0 0 0 0 1]
+            +---+---+
+            | 1 | 0 |
+            +---+---+
+            | 0 | 1 |
+            +---+---+
 
         This also works in Cartesian product algebras::
 
@@ -1125,19 +1091,10 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         B = self.parent().matrix_basis()
         W = self.parent().matrix_space()
 
-        if self.parent()._matrix_basis_is_cartesian:
-            # Aaaaand linear combinations don't work in Cartesian
-            # product spaces, even though they provide a method
-            # with that name. This is special-cased because the
-            # _scale() function is slow.
-            pairs = zip(B, self.to_vector())
-            return sum( ( _scale(b, alpha) for (b,alpha) in pairs ),
-                        W.zero())
-        else:
-            # This is just a manual "from_vector()", but of course
-            # matrix spaces aren't vector spaces in sage, so they
-            # don't have a from_vector() method.
-            return W.linear_combination( zip(B, self.to_vector()) )
+        # This is just a manual "from_vector()", but of course
+        # matrix spaces aren't vector spaces in sage, so they
+        # don't have a from_vector() method.
+        return W.linear_combination( zip(B, self.to_vector()) )
 
 
 
@@ -1179,7 +1136,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         TESTS::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: x,y = J.random_elements(2)
             sage: x.operator()(y) == x*y
@@ -1208,7 +1164,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         The explicit form in the spin factor algebra is given by
         Alizadeh's Example 11.12::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: x = JordanSpinEJA.random_instance().random_element()
             sage: x_vec = x.to_vector()
             sage: Q = matrix.identity(x.base_ring(), 0)
@@ -1228,7 +1183,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         Test all of the properties from Theorem 11.2 in Alizadeh::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: x,y = J.random_elements(2)
             sage: Lx = x.operator()
@@ -1345,11 +1299,11 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
             sage: J = RealSymmetricEJA(3)
             sage: J.one()
-            e0 + e2 + e5
+            b0 + b2 + b5
             sage: J.one().spectral_decomposition()
-            [(1, e0 + e2 + e5)]
+            [(1, b0 + b2 + b5)]
             sage: J.zero().spectral_decomposition()
-            [(0, e0 + e2 + e5)]
+            [(0, b0 + b2 + b5)]
 
         TESTS::
 
@@ -1374,13 +1328,13 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         The spectral decomposition should work in subalgebras, too::
 
             sage: J = RealSymmetricEJA(4)
-            sage: (e0, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9) = J.gens()
-            sage: A = 2*e5 - 2*e8
+            sage: (b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9) = J.gens()
+            sage: A = 2*b5 - 2*b8
             sage: (lambda1, c1) = A.spectral_decomposition()[1]
             sage: (J0, J5, J1) = J.peirce_decomposition(c1)
             sage: (f0, f1, f2) = J1.gens()
             sage: f0.spectral_decomposition()
-            [(0, f2), (1, f0)]
+            [(0, 1.000000000000000?*c2), (1, 1.000000000000000?*c0)]
 
         """
         A = self.subalgebra_generated_by(orthonormalize=True)
@@ -1422,9 +1376,8 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         This subalgebra, being composed of only powers, is associative::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: x0 = random_eja().random_element()
-            sage: A = x0.subalgebra_generated_by()
+            sage: A = x0.subalgebra_generated_by(orthonormalize=False)
             sage: x,y,z = A.random_elements(3)
             sage: (x*y)*z == x*(y*z)
             True
@@ -1432,9 +1385,8 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         Squaring in the subalgebra should work the same as in
         the superalgebra::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: x = random_eja().random_element()
-            sage: A = x.subalgebra_generated_by()
+            sage: A = x.subalgebra_generated_by(orthonormalize=False)
             sage: A(x^2) == A(x)*A(x)
             True
 
@@ -1443,7 +1395,6 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         element... unless the original algebra was trivial, in which
         case the subalgebra is trivial too::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: A = random_eja().zero().subalgebra_generated_by()
             sage: (A.is_trivial() and A.dimension() == 0) or A.dimension() == 1
             True
@@ -1474,8 +1425,7 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         where there are non-nilpotent elements, or that we get the dumb
         solution in the trivial algebra::
 
-            sage: set_random_seed()
-            sage: J = random_eja()
+            sage: J = random_eja(field=QQ, orthonormalize=False)
             sage: x = J.random_element()
             sage: while x.is_nilpotent() and not J.is_trivial():
             ....:     x = J.random_element()
@@ -1558,20 +1508,24 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         The trace of an element is a real number::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: J.random_element().trace() in RLF
             True
 
         The trace is linear::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: x,y = J.random_elements(2)
             sage: alpha = J.base_ring().random_element()
             sage: (alpha*x + y).trace() == alpha*x.trace() + y.trace()
             True
 
+        The trace of a square is nonnegative::
+
+            sage: x = random_eja().random_element()
+            sage: (x*x).trace() >= 0
+            True
+
         """
         P = self.parent()
         r = P.rank()
@@ -1601,14 +1555,13 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         The trace inner product is commutative, bilinear, and associative::
 
-            sage: set_random_seed()
             sage: J = random_eja()
             sage: x,y,z = J.random_elements(3)
             sage: # commutative
             sage: x.trace_inner_product(y) == y.trace_inner_product(x)
             True
             sage: # bilinear
-            sage: a = J.base_ring().random_element();
+            sage: a = J.base_ring().random_element()
             sage: actual = (a*(x+z)).trace_inner_product(y)
             sage: expected = ( a*x.trace_inner_product(y) +
             ....:              a*z.trace_inner_product(y) )
@@ -1655,3 +1608,29 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         """
         return self.trace_inner_product(self).sqrt()
+
+
+class CartesianProductEJAElement(FiniteDimensionalEJAElement):
+    def det(self):
+        r"""
+        Compute the determinant of this product-element using the
+        determianants of its factors.
+
+        This result Follows from the spectral decomposition of (say)
+        the pair `(x,y)` in terms of the Jordan frame `\left\{ (c_1,
+        0),(c_2, 0),...,(0,d_1),(0,d_2),... \right\}.
+        """
+        from sage.misc.misc_c import prod
+        return prod( f.det() for f in self.cartesian_factors() )
+
+    def to_matrix(self):
+        # An override is necessary to call our custom _scale().
+        B = self.parent().matrix_basis()
+        W = self.parent().matrix_space()
+
+        # Aaaaand linear combinations don't work in Cartesian
+        # product spaces, even though they provide a method with
+        # that name. This is hidden behind an "if" because the
+        # _scale() function is slow.
+        pairs = zip(B, self.to_vector())
+        return W.sum( _scale(b, alpha) for (b,alpha) in pairs )