फ्रोबेनियस सहसंयोजक: Difference between revisions

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[[मैट्रिक्स (गणित)]] में, एक [[वर्ग मैट्रिक्स]] के फ्रोबेनियस सहसंयोजक  {{mvar|A}} इसके विशेष बहुपद हैं, अर्थात् [[प्रक्षेपण (रैखिक बीजगणित)]] मैट्रिक्स ए<sub>''i''</sub> के eigenvalue, eigenvector और eigenspace से संबद्ध  {{mvar|A}}.<ref name=horn>Roger A. Horn and Charles R. Johnson (1991), ''Topics in Matrix Analysis''. Cambridge University Press, {{ISBN|978-0-521-46713-1}}</ref>{{rp|pp.403,437–8}} इनका नाम गणितज्ञ [[फर्डिनेंड जॉर्ज फ्रोबेनियस]] के नाम पर रखा गया है।
[[मैट्रिक्स (गणित)|आव्यूह (गणित)]] में, एक [[वर्ग मैट्रिक्स|वर्ग आव्यूह]] के '''फ्रोबेनियस सहसंयोजक''' {{mvar|A}} इसके विशेष बहुपद हैं, अर्थात् [[प्रक्षेपण (रैखिक बीजगणित)]] आव्यूह {{mvar|A}}<sub>''i''</sub> के आइगेन वैल्यू, आइगेन सदिश और आइगेनसमष्टि से संबद्ध  {{mvar|A}}.<ref name=horn>Roger A. Horn and Charles R. Johnson (1991), ''Topics in Matrix Analysis''. Cambridge University Press, {{ISBN|978-0-521-46713-1}}</ref>{{rp|pp.403,437–8}} इनका नाम गणितज्ञ [[फर्डिनेंड जॉर्ज फ्रोबेनियस]] के नाम पर रखा गया है।
 
प्रत्येक सहसंयोजक आइगेन वैल्यू {{math|''λ''<sub>''i''</sub>}}, से संबद्ध आइगेनसमष्टि पर एक प्रक्षेपण है। फ्रोबेनियस सहसंयोजक सिल्वेस्टर के सूत्र के गुणांक हैं, जो आव्यूह {{math|''f''(''A'')}} के एक फलन को आव्यूह बहुपद के रूप में व्यक्त करता है, अर्थात् {{mvar|A}} के आइगेनवैल्यू पर उस फलन के मानों का एक रैखिक संयोजन है।


प्रत्येक सहसंयोजक eigenvalue, eigenvector और eigenvalue से जुड़े eigenspace पर एक प्रक्षेपण (रैखिक बीजगणित) है {{math|''λ''<sub>''i''</sub>}}.
फ्रोबेनियस सहसंयोजक सिल्वेस्टर के सूत्र के गुणांक हैं, जो एक [[मैट्रिक्स फ़ंक्शन]] को व्यक्त करते हैं {{math|''f''(''A'')}} एक मैट्रिक्स बहुपद के रूप में, अर्थात् एक रैखिक संयोजन
उस फ़ंक्शन के मानों के eigenvalues ​​पर {{mvar|A}}.


==औपचारिक परिभाषा==
==औपचारिक परिभाषा==
होने देना {{mvar|A}} eigenvalues ​​λ के साथ एक [[विकर्णीय मैट्रिक्स]] बनें<sub>1</sub>, ..., एल<sub>''k''</sub>.
मान लीजिए A एक विकर्णीय आव्यूह है जिसका आइगेन वैल्यू ''λ''<sub>1</sub>, , ''λ<sub>k</sub>'' है।
 


फ्रोबेनियस सहसंयोजक {{math|''A''<sub>''i''</sub>}}, i = 1 के लिए,…, k, मैट्रिक्स है
फ्रोबेनियस सहसंयोजक {{math|''A''<sub>''i''</sub>}}, i = 1 के लिए,…, k, आव्यूह है
:<math> A_i \equiv  \prod_{j=1 \atop j \ne i}^k \frac{1}{\lambda_i-\lambda_j} (A - \lambda_j I)~. </math>
:<math> A_i \equiv  \prod_{j=1 \atop j \ne i}^k \frac{1}{\lambda_i-\lambda_j} (A - \lambda_j I)~. </math>
यह अनिवार्य रूप से मैट्रिक्स तर्क के साथ [[लैग्रेंज बहुपद]] है। यदि eigenvalue λ<sub>''i''</sub> सरल है, फिर एक-आयामी उप-स्थान के लिए एक निष्क्रिय प्रक्षेपण मैट्रिक्स के रूप में,  {{math|''A''<sub>''i''</sub>}} की एक इकाई [[ट्रेस (रैखिक बीजगणित)]] है।
यह अनिवार्य रूप से आव्यूह तर्क के साथ [[लैग्रेंज बहुपद]] है। यदि आइगेन वैल्यू λ<sub>''i''</sub> सरल है, फिर एक-आयामी उप-समष्टि के लिए एक निष्क्रिय प्रक्षेपण आव्यूह के रूप में,  {{math|''A''<sub>''i''</sub>}} की एक इकाई [[ट्रेस (रैखिक बीजगणित)]] है।
 
यह मूलतः आव्यूह तर्क वाला लैग्रेंज बहुपद है। यदि आइगेन वैल्यू λ<sub>''i''</sub> सरल है, तो एक-आयामी उप-समष्टि के लिए एक निष्क्रिय प्रक्षेपण आव्यूह के रूप में, {{math|''A''<sub>''i''</sub>}} में एक इकाई [[ट्रेस (रैखिक बीजगणित)]] होता है।


{{see also|Resolvent formalism}}
{{see also|समाधान औपचारिकता}}


==सहसंयोजकों की गणना==
==सहसंयोजकों की गणना==
[[File:GeorgFrobenius.jpg|180px|thumb|right|फर्डिनेंड जॉर्ज फ्रोबेनियस (1849-1917), जर्मन गणितज्ञ। उनकी मुख्य रुचि [[अण्डाकार कार्य]] विभेदक समीकरण और बाद में [[समूह सिद्धांत]] थे।]]एक मैट्रिक्स के फ्रोबेनियस सहसंयोजक {{mvar|A}} किसी भी [[eigendecomposition]] से प्राप्त किया जा सकता है {{math|''A'' {{=}} ''SDS''<sup>−1</sup>}}, कहाँ {{mvar|S}} गैर-एकवचन है और {{mvar|D}} के साथ विकर्ण है {{math|''D''<sub>''i'',''i''</sub> {{=}} ''λ''<sub>''i''</sub>}}.
[[File:GeorgFrobenius.jpg|180px|thumb|right|फर्डिनेंड जॉर्ज फ्रोबेनियस (1849-1917), जर्मन गणितज्ञ। उनकी मुख्य रुचि [[अण्डाकार कार्य]] विभेदक समीकरण और बाद में [[समूह सिद्धांत]] थे।]]आव्यूह ''{{mvar|A}}'' के फ्रोबेनियस सहसंयोजकों को किसी भी आइगेन अपघटन ''A'' = ''SDS''<sup>−1</sup> से प्राप्त किया जा सकता है, जहां ''S'' गैर-एकवचन है और D , ''D<sub>i</sub>''<sub>,''i''</sub> = ''λ<sub>i</sub>'' के साथ विकर्ण है। यदि A में कोई एकाधिक आइगेन वैल्यू ​​नहीं है, तो मान लीजिए कि ci, A का iवां दायां आइगेन सदिश है, अर्थात, ''S''; का i वां स्तंभ है; और मान लीजिए कि ''r<sub>i</sub>'' , ''{{mvar|A}}'' का i वां बायां आइगेन सदिश है, अर्थात् S−1 की iवीं पंक्ति है। तब ''A<sub>i</sub>'' = ''c<sub>i</sub>'' ''r<sub>i</sub>''.
अगर {{mvar|A}} में कोई एकाधिक eigenvalues ​​​​नहीं है, तो मान लीजिए c<sub>''i''</sub> हो {{mvar|i}}का सही eigenvector {{mvar|A}}, वह यह है कि {{mvar|i}}वाँ कॉलम {{mvar|S}}; और चलो आर<sub>''i''</sub> हो {{mvar|i}}वें बाएँ eigenvector {{mvar|A}}, अर्थात् {{mvar|i}}वीं पंक्ति {{mvar|S}}<sup>−1</sup>. तब {{math|''A''<sub>''i''</sub> {{=}} ''c''<sub>''i''</sub> ''r''<sub>''i''</sub>}}.


अगर {{mvar|A}} का एक eigenvalue λ है<sub>''i''</sub> फिर, कई बार प्रदर्शित होना {{math|''A''<sub>''i''</sub> {{=}} Σ<sub>''j''</sub> ''c''<sub>''j''</sub> ''r''<sub>''j''</sub>}}, जहां योग eigenvalue λ से जुड़ी सभी पंक्तियों और स्तंभों पर है<sub>''i''</sub>.<ref name=horn/>{{rp|p.521}}
 
यदि {{mvar|A}} का आइगेन वैल्यू ''λ<sub>i</sub>'' कई बार प्रदर्शित होता है, तो {{math|''A''<sub>''i''</sub> {{=}} Σ<sub>''j''</sub> ''c''<sub>''j''</sub> ''r''<sub>''j''</sub>}}, जहां आइगेन वैल्यू λi से जुड़ी सभी पंक्तियों और स्तंभों का योग होता है।<ref name=horn/>{{rp|p.521}}


==उदाहरण==
==उदाहरण==


दो-दो-दो मैट्रिक्स पर विचार करें:
दो-दो आव्यूह पर विचार करें:
:<math> A = \begin{bmatrix} 1 & 3 \\ 4 & 2 \end{bmatrix}.</math>
:<math> A = \begin{bmatrix} 1 & 3 \\ 4 & 2 \end{bmatrix}.</math>
इस मैट्रिक्स के दो eigenvalues, 5 और −2 हैं; इस तरह {{math| (''A'' − 5)(''A'' + 2) {{=}} 0}}.
इस आव्यूह के दो आइगेन वैल्यू, 5 और −2 हैं; इस तरह {{math| (''A'' − 5)(''A'' + 2) {{=}} 0}}.


संगत eigen अपघटन है
 
संगत आइगेन अपघटन है
:<math> A = \begin{bmatrix} 3 & 1/7 \\ 4 & -1/7 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 5 & 0 \\ 0 & -2 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 3 & 1/7 \\ 4 & -1/7 \end{bmatrix}^{-1} = \begin{bmatrix} 3 & 1/7 \\ 4 & -1/7 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 5 & 0 \\ 0 & -2 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 1/7 & 1/7 \\ 4 & -3 \end{bmatrix}. </math>
:<math> A = \begin{bmatrix} 3 & 1/7 \\ 4 & -1/7 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 5 & 0 \\ 0 & -2 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 3 & 1/7 \\ 4 & -1/7 \end{bmatrix}^{-1} = \begin{bmatrix} 3 & 1/7 \\ 4 & -1/7 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 5 & 0 \\ 0 & -2 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 1/7 & 1/7 \\ 4 & -3 \end{bmatrix}. </math>
इसलिए फ्रोबेनियस सहसंयोजक, स्पष्ट रूप से अनुमान हैं
इसलिए फ्रोबेनियस सहसंयोजक, स्पष्ट रूप से अनुमान हैं
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साथ
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:<math>A_1 A_2 = 0 , \qquad A_1 + A_2 = I ~.</math>
:<math>A_1 A_2 = 0 , \qquad A_1 + A_2 = I ~.</math>
टिप्पणी {{math|tr{{nnbsp}}''A''<sub>1</sub> {{=}} tr{{nnbsp}}''A''<sub>2</sub> {{=}} 1}}, आवश्यकता अनुसार।
टिप्पणी {{math|tr{{nnbsp}}''A''<sub>1</sub> {{=}} tr{{nnbsp}}''A''<sub>2</sub> {{=}} 1}}, आवश्यकता अनुसार है।


==संदर्भ==
==संदर्भ==
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Latest revision as of 11:12, 14 August 2023

आव्यूह (गणित) में, एक वर्ग आव्यूह के फ्रोबेनियस सहसंयोजक A इसके विशेष बहुपद हैं, अर्थात् प्रक्षेपण (रैखिक बीजगणित) आव्यूह Ai के आइगेन वैल्यू, आइगेन सदिश और आइगेनसमष्टि से संबद्ध A.[1]: pp.403, 437–8  इनका नाम गणितज्ञ फर्डिनेंड जॉर्ज फ्रोबेनियस के नाम पर रखा गया है।

प्रत्येक सहसंयोजक आइगेन वैल्यू λi, से संबद्ध आइगेनसमष्टि पर एक प्रक्षेपण है। फ्रोबेनियस सहसंयोजक सिल्वेस्टर के सूत्र के गुणांक हैं, जो आव्यूह f(A) के एक फलन को आव्यूह बहुपद के रूप में व्यक्त करता है, अर्थात् A के आइगेनवैल्यू पर उस फलन के मानों का एक रैखिक संयोजन है।


औपचारिक परिभाषा

मान लीजिए A एक विकर्णीय आव्यूह है जिसका आइगेन वैल्यू λ1, …, λk है।


फ्रोबेनियस सहसंयोजक Ai, i = 1 के लिए,…, k, आव्यूह है

यह अनिवार्य रूप से आव्यूह तर्क के साथ लैग्रेंज बहुपद है। यदि आइगेन वैल्यू λi सरल है, फिर एक-आयामी उप-समष्टि के लिए एक निष्क्रिय प्रक्षेपण आव्यूह के रूप में, Ai की एक इकाई ट्रेस (रैखिक बीजगणित) है।

यह मूलतः आव्यूह तर्क वाला लैग्रेंज बहुपद है। यदि आइगेन वैल्यू λi सरल है, तो एक-आयामी उप-समष्टि के लिए एक निष्क्रिय प्रक्षेपण आव्यूह के रूप में, Ai में एक इकाई ट्रेस (रैखिक बीजगणित) होता है।

सहसंयोजकों की गणना

फर्डिनेंड जॉर्ज फ्रोबेनियस (1849-1917), जर्मन गणितज्ञ। उनकी मुख्य रुचि अण्डाकार कार्य विभेदक समीकरण और बाद में समूह सिद्धांत थे।

आव्यूह A के फ्रोबेनियस सहसंयोजकों को किसी भी आइगेन अपघटन A = SDS−1 से प्राप्त किया जा सकता है, जहां S गैर-एकवचन है और D , Di,i = λi के साथ विकर्ण है। यदि A में कोई एकाधिक आइगेन वैल्यू ​​नहीं है, तो मान लीजिए कि ci, A का iवां दायां आइगेन सदिश है, अर्थात, S; का i वां स्तंभ है; और मान लीजिए कि ri , A का i वां बायां आइगेन सदिश है, अर्थात् S−1 की iवीं पंक्ति है। तब Ai = ci ri.।


यदि A का आइगेन वैल्यू λi कई बार प्रदर्शित होता है, तो Ai = Σj cj rj, जहां आइगेन वैल्यू λi से जुड़ी सभी पंक्तियों और स्तंभों का योग होता है।[1]: p.521 

उदाहरण

दो-दो आव्यूह पर विचार करें:

इस आव्यूह के दो आइगेन वैल्यू, 5 और −2 हैं; इस तरह (A − 5)(A + 2) = 0.


संगत आइगेन अपघटन है

इसलिए फ्रोबेनियस सहसंयोजक, स्पष्ट रूप से अनुमान हैं

साथ

टिप्पणी tr A1 = tr A2 = 1, आवश्यकता अनुसार है।

संदर्भ

  1. 1.0 1.1 Roger A. Horn and Charles R. Johnson (1991), Topics in Matrix Analysis. Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-46713-1