एहरहार्ट बहुपद: Difference between revisions
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=== तर्कसंगत पॉलीटोप्स === के लिए एहरहार्ट श्रृंखला | === तर्कसंगत पॉलीटोप्स === के लिए एहरहार्ट श्रृंखला | ||
जैसा कि पूर्णांक कोने वाले पॉलीटोप्स के | जैसा कि पूर्णांक कोने वाले पॉलीटोप्स के स्थिति में, एक परिमेय पॉलीटॉप के लिए एहरहार्ट श्रृंखला को परिभाषित करता है। एक डी-आयामी तर्कसंगत पॉलीटॉप के लिए {{math|''P''}}, कहाँ {{math|''D''}} ऐसा सबसे छोटा पूर्णांक है {{math|''DP''}} एक पूर्णांक पॉलीटॉप है ({{math|''D''}} का हर कहा जाता है {{math|''P''}}), तो किसी के पास है | ||
:<math>\operatorname{Ehr}_P(z) = \sum_{t\ge 0} L(P, t)z^t = \frac{\sum_{j=0}^{D(d+1)} h_j^\ast(P) z^j}{\left(1 - z^D\right)^{d + 1}},</math> | :<math>\operatorname{Ehr}_P(z) = \sum_{t\ge 0} L(P, t)z^t = \frac{\sum_{j=0}^{D(d+1)} h_j^\ast(P) z^j}{\left(1 - z^D\right)^{d + 1}},</math> |
Revision as of 20:50, 15 March 2023
गणित में, एक अभिन्न पॉलीटॉप में संबंधित एहरहार्ट बहुपद होता है जो एक पॉलीटोप की मात्रा और पॉलीटोप में पूर्णांक बिंदुओं की संख्या के बीच संबंध को कूटबद्ध करता है। एहरहार्ट बहुपदों के सिद्धांत को यूक्लिडियन विमान में पिक के प्रमेय के उच्च-आयामी सामान्यीकरण के रूप में देखा जा सकता है।
इन बहुपदों का नाम यूजीन एहरहार्ट के नाम पर रखा गया है जिन्होंने 1960 के दशक में उनका अध्ययन किया था।
परिभाषा
अनौपचारिक रूप से, यदि P एक पॉलीटोप है, और tP प्रत्येक आयाम में t के एक गुणनखंड द्वारा P का विस्तार करके गठित पॉलीटोप है फिर L(P, t) tP में पूर्णांक जाली बिंदुओं की संख्या है।
अधिक औपचारिक रूप से, एक जाली (समूह) पर विचार करें यूक्लिडियन इस्पेस में और d-आयामी पॉलीटॉप P में गुण के साथ कि पॉलीटॉप के सभी कोने जाली के बिंदु हैं। (एक सामान्य उदाहरण है और एक पॉलीटॉप जिसके लिए सभी शीर्षों में पूर्णांक निर्देशांक होते हैं।) मान लेते हैं कि किसी भी सकारात्मक पूर्णांक t के लिए tP, P का t-गुना फैलाव हैं (जाली के आधार पर, प्रत्येक शीर्ष समन्वय को गुणा करके गठित पॉलीटॉप, t के गुणनखंड द्वारा), और माने
पॉलीटॉप tP में निहित जाली बिंदुओं की संख्या हो। एहरहार्ट ने 1962 में दिखाया कि L, t में डिग्री d का एक परिमेय बहुपद है, यानी वहाँ परिमेय संख्याएँ मौजूद हैं ऐसा है कि:
सभी सकारात्मक पूर्णांकों के लिए t.
एक बंद उत्तल पॉलीटोप P के इंटीरियर के एहरहार्ट बहुपद की गणना इस प्रकार की जा सकती है:
जहाँ d, P का आयाम है इस परिणाम को एहरहार्ट-मैकडोनाल्ड पारस्परिकता के रूप में जाना जाता है।[1]
उदाहरण
मान लेते है कि P एक d-आयामी इकाई घनअतिविम हैं जिसके कोने पूर्णांक जाली बिंदु हैं जिनके सभी निर्देशांक 0 या 1 हैं। असमानताओं के संदर्भ में,
फिर का t-गुना फैलाव एक घन है जिसकी भुजा की लंबाई t है, जिसमें (t + 1)d पूर्णांक बिंदु हैं। अर्थात्, अतिविम का एहरहार्ट बहुपद L(P,t) = (t + 1)d हैं।.[2][3] इसके अतिरिक्त, यदि हम ऋणात्मक पूर्णांकों पर L(P, t) का मूल्यांकन करते हैं तब
जैसा कि हम एहरहार्ट-मैकडोनाल्ड पारस्परिकता से अपेक्षा करते हैं।
कई अन्य आलंकारिक संख्याओं को एहरहार्ट बहुपदों के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, वर्ग पिरामिड संख्याएँ वर्ग पिरामिड के एहरहार्ट बहुपदों द्वारा दी जाती हैं, जिसका आधार एक पूर्णांक इकाई वर्ग होता है और जिसकी ऊँचाई एक होती है; इस स्थिति में एहरहार्ट बहुपद है 1/6(t + 1)(t + 2)(2t + 3).[4]
एहरहार्ट अर्ध-बहुपद
होने देना P एक तर्कसंगत पॉलीटॉप बनें। दूसरे शब्दों में, मान लीजिए
कहाँ और (समान रूप से, P बारीक कई बिंदुओं का उत्तल पतवार है ) फिर परिभाषित करें
इस स्थिति में, L(P, t) में एक अर्ध-बहुपद है t. जिस तरह इंटीग्रल पॉलीटोप्स के साथ, एहरहार्ट-मैकडोनाल्ड पारस्परिकता रखती है, वह है,
== एहरहार्ट अर्ध-बहुपद == के उदाहरण
होने देना P कोने (0,0), (0,2), (1,1) और (3/2, 0). में पूर्णांक बिंदुओं की संख्या tP अर्ध-बहुपद द्वारा गिना जाएगा [5]
गुणांकों की व्याख्या
अगर P बंद सेट है (अर्थात सीमा के चेहरे संबंधित हैं P), के कुछ गुणांक L(P, t) एक आसान व्याख्या है:
- अग्रणी गुणांक, , के बराबर है d-विमीय आयतन P, द्वारा विभाजित d(L) (सामग्री या कोवॉल्यूम की व्याख्या के लिए जाली (समूह) देखें d(L) एक जाली का);
- दूसरा गुणांक, , की गणना इस प्रकार की जा सकती है: जाली L जाली को प्रेरित करता है LF किसी भी चेहरे पर F का P; ले लो (d − 1)-विमीय आयतन F, से भाग 2d(LF), और उन नंबरों को सभी चेहरों के लिए जोड़ें P;
- स्थिर गुणांक a0 की यूलर विशेषता है P. कब P एक बंद उत्तल पॉलीटॉप है, .
बेटके-नेसर प्रमेय
उलरिच बेटके और मार्टिन केनेसर[6] एहरहार्ट गुणांकों के निम्नलिखित लक्षण वर्णन की स्थापना की। एक कार्यात्मक इंटीग्रल पॉलीटोप्स पर परिभाषित एक है और अनुवाद अपरिवर्तनीय मूल्यांकन (माप सिद्धांत) यदि और केवल वास्तविक संख्याएं हैं ऐसा है कि
एहरहार्ट श्रृंखला
हम समाकल के एहरहार्ट बहुपद के लिए एक जनक फलन परिभाषित कर सकते हैं d-आयामी पॉलीटॉप P जैसा
इस श्रृंखला को एक तर्कसंगत कार्य के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। विशेष रूप से, एहरहार्ट ने सिद्ध किया (1962)[citation needed] कि जटिल संख्याएँ मौजूद हैं , , जैसे कि एहरहार्ट श्रृंखला P है
इसके अतिरिक्त, रिचर्ड पी. स्टेनली का गैर-नकारात्मकता प्रमेय बताता है कि दी गई परिकल्पनाओं के तहत, के लिए गैर-ऋणात्मक पूर्णांक होंगे .
स्टेनली द्वारा एक अन्य परिणाम से पता चलता है कि अगर P में निहित एक जाली पॉलीटॉप है Q, तब सभी के लिए j.[7] वें>-वेक्टर सामान्य रूप से एकरूप नहीं है, लेकिन जब भी यह सममित होता है, और पॉलीटोप में एक नियमित यूनिमॉड्यूलर त्रिभुज होता है।[8]
=== तर्कसंगत पॉलीटोप्स === के लिए एहरहार्ट श्रृंखला
जैसा कि पूर्णांक कोने वाले पॉलीटोप्स के स्थिति में, एक परिमेय पॉलीटॉप के लिए एहरहार्ट श्रृंखला को परिभाषित करता है। एक डी-आयामी तर्कसंगत पॉलीटॉप के लिए P, कहाँ D ऐसा सबसे छोटा पूर्णांक है DP एक पूर्णांक पॉलीटॉप है (D का हर कहा जाता है P), तो किसी के पास है
जहां अभी भी गैर-ऋणात्मक पूर्णांक हैं।[9][10]
गैर-अग्रणी गुणांक सीमा
बहुपद के गैर-अग्रणी गुणांक प्रतिनिधित्व में
- ऊपरी सीमा हो सकती है:[11]
कहाँ पहली तरह की स्टर्लिंग संख्या है। निचली सीमाएं भी मौजूद हैं।[12]
टोरिक किस्म
मामला और इन कथनों से पिक की प्रमेय प्राप्त होती है। अन्य गुणांकों के लिए सूत्र प्राप्त करना बहुत कठिन है; इस उद्देश्य के लिए टॉरिक किस्म के टोड वर्ग, रीमैन-रोच प्रमेय और साथ ही फूरियर विश्लेषण का उपयोग किया गया है।
अगर X के सामान्य पंखे के अनुरूप टोरिक किस्म है P, तब P एक पर्याप्त लाइन बंडल को परिभाषित करता है X, और का एहरहार्ट बहुपद P इस लाइन बंडल के हिल्बर्ट बहुपद के साथ मेल खाता है।
एहरहार्ट बहुपदों का उनके स्वयं के लिए अध्ययन किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, कोई एहरहार्ट बहुपद की जड़ों से संबंधित प्रश्न पूछ सकता है।[13] इसके अलावा, कुछ लेखकों ने इस सवाल का पीछा किया है कि इन बहुपदों को कैसे वर्गीकृत किया जा सकता है।[14]
सामान्यीकरण
एक पॉलीटोप में पूर्णांक बिंदुओं की संख्या का अध्ययन करना संभव है P अगर हम इसके कुछ पहलुओं को फैलाते हैं P लेकिन अन्य नहीं। दूसरे शब्दों में, कोई अर्ध-पतला पॉलीटोप्स में पूर्णांक बिंदुओं की संख्या जानना चाहेगा। यह पता चला है कि इस तरह की गिनती का कार्य एक बहुभिन्नरूपी अर्ध-बहुपद कहलाता है। एहरहार्ट-प्रकार की पारस्परिकता प्रमेय भी इस तरह के एक गिनती समारोह के लिए मान्य होगी।[15] पॉलीटोप्स के अर्ध-विस्तारण में पूर्णांक बिंदुओं की संख्या की गणना के अनुप्रयोग हैं[16] नियमित बहुभुजों के विभिन्न विच्छेदन की संख्या और गैर-आइसोमॉर्फिक अप्रतिबंधित कोड की संख्या की गणना करने में, कोडिंग सिद्धांत के क्षेत्र में एक विशेष प्रकार का कोड।
यह भी देखें
- अर्ध-बहुपद
- स्टेनली की पारस्परिकता प्रमेय
टिप्पणियाँ
- ↑ Macdonald, Ian G. (1971). "परिमित सेल-कॉम्प्लेक्स से जुड़े बहुपद". Journal of the London Mathematical Society. 2 (1): 181–192. doi:10.1112/jlms/s2-4.1.181.
- ↑ De Loera, Rambau & Santos (2010)
- ↑ Mathar (2010)
- ↑ Beck et al. (2005).
- ↑ Beck, Matthias; Robins, Sinai (2007). सतत रूप से कम्प्यूटिंग. New York: Springer. pp. 46–47. MR 2271992.
- ↑ Betke, Ulrich; Kneser, Martin (1985), "Zerlegungen und Bewertungen von Gitterpolytopen", Journal für die reine und angewandte Mathematik, 358: 202–208, MR 0797683
- ↑ Stanley, Richard (1993). "A monotonicity property of -vectors and -vectors". European Journal of Combinatorics. 14 (3): 251–258. doi:10.1006/eujc.1993.1028.
- ↑ Athanasiadis, Christos A. (2004). "h*-सदिश, यूलेरियन बहुपद और रेखांकन के स्थिर बहुशीर्ष". Electronic Journal of Combinatorics. 11 (2). doi:10.37236/1863.
- ↑ Stanley, Richard P. (1980). "तर्कसंगत उत्तल पॉलीटोप्स का अपघटन". Annals of Discrete Mathematics. 6: 333–342. doi:10.1016/s0167-5060(08)70717-9. ISBN 9780444860484.
- ↑ Beck, Matthias; Sottile, Frank (January 2007). "स्टेनली के तीन प्रमेयों के लिए अपरिमेय प्रमाण". European Journal of Combinatorics. 28 (1): 403–409. arXiv:math/0501359. doi:10.1016/j.ejc.2005.06.003. S2CID 7801569.
- ↑ Betke, Ulrich; McMullen, Peter (1985-12-01). "जाली पॉलीटोप्स में जाली बिंदु". Monatshefte für Mathematik (in English). 99 (4): 253–265. doi:10.1007/BF01312545. ISSN 1436-5081. S2CID 119545615.
- ↑ Henk, Martin; Tagami, Makoto (2009-01-01). "एहरहार्ट बहुपदों के गुणांकों पर निचली सीमाएं". European Journal of Combinatorics. 30 (1): 70–83. arXiv:0710.2665. doi:10.1016/j.ejc.2008.02.009. ISSN 0195-6698. S2CID 3026293.
- ↑ Braun, Benjamin; Develin, Mike (2008). एहरहार्ट बहुपद जड़ें और स्टेनली की गैर-नकारात्मकता प्रमेय. Contemporary Mathematics. Vol. 452. American Mathematical Society. pp. 67–78. arXiv:math/0610399. doi:10.1090/conm/452/08773. ISBN 9780821841730. S2CID 118496291.
- ↑ Higashitani, Akihiro (2012). "समाकलन सरलताओं के एहरहार्ट बहुपदों का वर्गीकरण" (PDF). DMTCS Proceedings: 587–594.
- ↑ Beck, Matthias (January 2002). "बहुआयामी एहरहार्ट पारस्परिकता". Journal of Combinatorial Theory. Series A. 97 (1): 187–194. arXiv:math/0111331. doi:10.1006/jcta.2001.3220. S2CID 195227.
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संदर्भ
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- Beck, Matthias; Robins, Sinai (2007), Computing the Continuous Discretely: Integer-Point Enumeration in Polyhedra, Undergraduate Texts in Mathematics, New York: Springer-Verlag, ISBN 978-0-387-29139-0, MR 2271992.
- De Loera, Jesús A.; Rambau, Jörg; Santos, Francisco (2010), "Ehrhart polynomials and unimodular triangulations", Triangulations: Structures for Algorithms and Applications, Algorithms and Computation in Mathematics, vol. 25, Springer, p. 475, ISBN 978-3-642-12970-4.
- Diaz, Ricardo; Robins, Sinai (1996), "The Ehrhart polynomial of a lattice n-simplex", Electronic Research Announcements of the American Mathematical Society, 2: 1–6, doi:10.1090/S1079-6762-96-00001-7, MR 1405963. Introduces the Fourier analysis approach and gives references to other related articles.
- Ehrhart, Eugène (1962), "Sur les polyèdres rationnels homothétiques à n dimensions", Comptes rendus de l'Académie des Sciences, 254: 616–618, MR 0130860. Definition and first properties.
- Mathar, Richard J. (2010), Point counts of and some and integer lattices inside hypercubes, arXiv:1002.3844, Bibcode:2010arXiv1002.3844M
- Mustață, Mircea (February 2005), "Ehrhart polynomials", Lecture notes on toric varieties.