आपतन बीजगणित (इन्सिडेन्स अलजेब्रा): Difference between revisions

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क्रम सिद्धांत में, गणित का एक क्षेत्र, एक घटना बीजगणित एक सहयोगी बीजगणित है, जिसे प्रत्येक स्थानीय रूप से परिमित आंशिक रूप से आदेशित सेट के लिए परिभाषित किया गया है
क्रम सिद्धांत में, गणित का क्षेत्र, '''आपतन बीजगणित''' सहयोगी बीजगणित है, जिसे प्रत्येक स्थानीय रूप से परिमित आंशिक रूप से क्रमित समुच्चय और एकता के साथ [[क्रमविनिमेय वलय]] के लिए परिभाषित किया गया है। अतः उप-बीजगणित जिसे '''समानीत आपतन बीजगणित''' कहा जाता है, '''[[साहचर्य]]''' और '''[[संख्या सिद्धांत]]''' में उपयोग किए जाने वाले विभिन्न प्रकार के उत्पन्न करने वाले फलनों का प्राकृतिक संरचना देता है।
और एकता के साथ [[क्रमविनिमेय वलय]]उप-बीजगणित#Subalgebras_for_algebras_over_a_ring_or_field जिसे कम घटना बीजगणित कहा जाता है, [[साहचर्य]] और [[संख्या सिद्धांत]] में उपयोग किए जाने वाले विभिन्न प्रकार के उत्पन्न करने वाले कार्यों का एक प्राकृतिक निर्माण देता है।


==परिभाषा==
==परिभाषा==
स्थानीय रूप से परिमित स्थिति वह है जिसमें प्रत्येक आंशिक रूप से आदेशित [[पोसेट]]#अंतराल होता है
इस प्रकार से '''स्थानीय रूप से परिमित स्थिति''' वह है जिसमें प्रत्येक आंशिक रूप से [[पोसेट|'''क्रमित समुच्चय''']] संवृत अंतराल
:['', बी''] = {''एक्स'' : ''ए'' ''एक्स'' ≤ ''बी''}
:''[a, b] = {x : a x b}''
परिमित समुच्चय है.
परिमित होता है।


घटना बीजगणित के सदस्य [[फ़ंक्शन (गणित)]] s ''f'' हैं जो प्रत्येक [[खाली सेट]] अंतराल [''a, b''] को एक अदिश ''f''(''a'', ''b) निर्दिष्ट करते हैं ''), जो ''अदिश के वलय (गणित)'' से लिया गया है, जो एकता के साथ एक क्रमविनिमेय वलय है। इस अंतर्निहित सेट पर कोई जोड़ और अदिश गुणन को बिंदुवार परिभाषित करता है, और घटना बीजगणित में गुणन एक [[कनवल्शन]] है जिसे परिभाषित किया गया है
अतः आपतन बीजगणित के सदस्य [[फ़ंक्शन (गणित)|फलन (गणित)]] s ''f'' हैं जो प्रत्येक [[खाली सेट|रिक्त समुच्चय]] अंतराल [''a, b''] को अदिश ''f''(''a'', ''b) निर्दिष्ट करते हैं''), जो ''अदिश के वलय (गणित)'' से लिया गया है, जो एकता के साथ क्रमविनिमेय वलय है। इस अंतर्निहित समुच्चय पर कोई योग और अदिश गुणन को बिंदुवार परिभाषित करता है, और आपतन बीजगणित में गुणन


:<math>(f*g)(a, b)=\sum_{a\leq x\leq b}f(a, x)g(x, b).</math>
:<math>(f*g)(a, b)=\sum_{a\leq x\leq b}f(a, x)g(x, b)</math> द्वारा परिभाषित [[कनवल्शन|संवलन]] है।
एक घटना बीजगणित परिमित-आयामी है यदि और केवल यदि अंतर्निहित स्थिति परिमित है।
इस प्रकार से आपतन बीजगणित परिमित-आयामी है यदि और मात्र यदि अंतर्निहित स्थिति परिमित है।


===संबंधित अवधारणाएँ===
===संबंधित अवधारणाएँ===
एक घटना बीजगणित एक समूह वलय के समान होता है; वास्तव में, समूह बीजगणित और घटना बीजगणित दोनों एक [[श्रेणी बीजगणित]] के विशेष मामले हैं, जिन्हें समान रूप से परिभाषित किया गया है; [[समूह (गणित)]] और आंशिक रूप से क्रमबद्ध सेट विशेष प्रकार की [[श्रेणी (गणित)]] है।
अतः आपतन बीजगणित समूह वलय के समान होता है; वस्तुतः, समूह बीजगणित और आपतन बीजगणित दोनों [[श्रेणी बीजगणित]] की विशेष स्थिति हैं, जिन्हें समान रूप से परिभाषित किया गया है; [[समूह (गणित)]] और आंशिक रूप से क्रमबद्ध समुच्चय विशेष प्रकार की [[श्रेणी (गणित)]] है।


==== ऊपरी-त्रिकोणीय आव्यूह ====
==== उच्च-त्रिकोणीय आव्यूह ====
किसी पर आंशिक आदेश ≤ के मामले पर विचार करें {{mvar|n}}-तत्व सेट {{mvar|S}}. हम गिनाते हैं {{mvar|S}} जैसा {{math|''s''<sub>1</sub>, …, ''s<sub>n</sub>''}}, और इस तरह से कि गणना क्रम ≤ के अनुकूल हो {{mvar|S}}, वह है, {{math|''s<sub>i</sub>'' ≤ ''s<sub>j</sub>''}} तात्पर्य {{math|''i'' ≤ ''j''}}, जो सदैव संभव है।
इस प्रकार से किसी भी {{mvar|n}}-अवयव समुच्चय {{mvar|S}} पर आंशिक क्रम ≤ की स्थिति पर विचार करें। हम {{mvar|S}} की गणना {{math|''s''<sub>1</sub>, …, ''s<sub>n</sub>''}} के रूप में करते हैं, और इस प्रकार से कि गणना {{mvar|S}} पर क्रम ≤ के साथ संगत है, अर्थात, {{math|''s<sub>i</sub>'' ≤ ''s<sub>j</sub>''}} का तात्पर्य {{math|''i'' ≤ ''j''}} है, जो सदैव संभव है।


फिर, कार्य करता है {{mvar|f}} जैसा कि ऊपर बताया गया है, अंतराल से अदिश तक, को [[मैट्रिक्स (गणित)]] के रूप में सोचा जा सकता है {{math|''A<sub>ij</sub>''}}, कहाँ {{math|1=''A<sub>ij</sub>'' = ''f''(''s<sub>i</sub>'', ''s<sub>j</sub>'')}} जब कभी भी {{math|''i'' ≤ ''j''}}, और {{math|1=''A<sub>ij</sub>'' = 0}} अन्यथा। जब से हमने व्यवस्था की है {{mvar|S}} एक तरह से मैट्रिक्स के सूचकांकों पर सामान्य क्रम के अनुरूप, वे [[ऊपरी-त्रिकोणीय मैट्रिक्स]] के रूप में दिखाई देंगे | ऊपरी-त्रिकोणीय मैट्रिक्स में अतुलनीय तत्वों द्वारा निर्धारित निर्धारित शून्य-पैटर्न के साथ {{mvar|S}} ≤ के अंतर्गत.
फिर, उपरोक्त फलन {{mvar|f}}, अंतराल से अदिश तक, को [[मैट्रिक्स (गणित)|आव्यूह (गणित)]] {{math|''A<sub>ij</sub>''}} के रूप में सोचा जा सकता है, जहाँ {{math|1=''A<sub>ij</sub>'' = ''f''(''s<sub>i</sub>'', ''s<sub>j</sub>'')}} जब भी {{math|''i'' ≤ ''j''}}, और अन्यथा {{math|1=''A<sub>ij</sub>'' = 0}} होता है। चूँकि हमने {{mvar|S}} को आव्यूहों के सूचकांकों पर सामान्य क्रम के अनुरूप व्यवस्थित किया है, वे के अंतर्गत {{mvar|S}} में अतुलनीय अवयवों द्वारा निर्धारित निर्धारित शून्य-प्रतिरूप के साथ [[ऊपरी-त्रिकोणीय मैट्रिक्स|उच्च-त्रिकोणीय आव्यूह]] के रूप में दिखाई देंगे।


≤ की घटना बीजगणित तब इस निर्धारित शून्य-पैटर्न और मनमानी (संभवतः शून्य सहित) स्केलर प्रविष्टियों के साथ ऊपरी-त्रिकोणीय मैट्रिक्स के बीजगणित के लिए [[ समरूपी ]] है, संचालन सामान्य [[मैट्रिक्स जोड़]], स्केलिंग और [[मैट्रिक्स गुणन]] के साथ होता है।<ref>{{Cite journal|last1=Kolegov|first1=N. A.|last2=Markova|first2=O. V.|date=August 2019|title=परिमित क्षेत्रों पर मैट्रिक्स घटना बीजगणित के जेनरेटर की प्रणाली|url=http://link.springer.com/10.1007/s10958-019-04396-6|journal=Journal of Mathematical Sciences|language=en|volume=240|issue=6|pages=783–798|doi=10.1007/s10958-019-04396-6|s2cid=198443199 |issn=1072-3374}}</ref>
अतः ≤ की आपतन बीजगणित तब इस निर्धारित शून्य-प्रतिरूप और यादृच्छिक (संभवतः शून्य सहित) अदिश प्रविष्टियों के साथ उच्च-त्रिकोणीय आव्यूह के बीजगणित के लिए [[ समरूपी |समरूपी]] है, संचालन सामान्य [[मैट्रिक्स जोड़|आव्यूह योग]], सोपानी और [[मैट्रिक्स गुणन|आव्यूह गुणन]] के साथ होता है।<ref>{{Cite journal|last1=Kolegov|first1=N. A.|last2=Markova|first2=O. V.|date=August 2019|title=परिमित क्षेत्रों पर मैट्रिक्स आपतन बीजगणित के जेनरेटर की प्रणाली|url=http://link.springer.com/10.1007/s10958-019-04396-6|journal=Journal of Mathematical Sciences|language=en|volume=240|issue=6|pages=783–798|doi=10.1007/s10958-019-04396-6|s2cid=198443199 |issn=1072-3374}}</ref>
 
==विशेष अवयव==
 
इस प्रकार से आपतन बीजगणित का गुणक तत्समक अवयव [[ क्रोनकर डेल्टा |क्रोनकर डेल्टा]] है, जिसे
==विशेष तत्व==
घटना बीजगणित का गुणक पहचान तत्व [[ क्रोनकर डेल्टा ]] है, जिसे परिभाषित किया गया है


:<math>\delta(a, b) = \begin{cases}
:<math>\delta(a, b) = \begin{cases}
1 & \text{if } a=b, \\
1 & \text{if } a=b, \\
0 & \text{if } a \ne b.
0 & \text{if } a \ne b
\end{cases}</math>
\end{cases}</math> द्वारा परिभाषित किया गया है।
एक घटना बीजगणित का जीटा फ़ंक्शन प्रत्येक गैर-रिक्त अंतराल ['', बी''] के लिए निरंतर फ़ंक्शन ''ζ''(''ए'', ''बी'') = 1 है। ''ζ'' से गुणा करना [[अभिन्न]] के समान है।
अतः आपतन बीजगणित का जीटा फलन प्रत्येक गैर-रिक्त अंतराल [''a,'' b] के लिए स्थिर फलन ''ζ''(a, b) = 1 है। ''ζ'' से गुणा करना [[अभिन्न]] के समान है।


कोई यह दिखा सकता है कि घटना बीजगणित में (ऊपर परिभाषित कनवल्शन के संबंध में) [[इकाई (रिंग सिद्धांत)]] है। (आम तौर पर, घटना बीजगणित का एक सदस्य ''h'' व्युत्क्रमणीय होता है यदि और केवल यदि ''h''(''x'', ''x'') प्रत्येक ''x'' के लिए व्युत्क्रमणीय हो।) ज़ेटा फ़ंक्शन का गुणात्मक व्युत्क्रम मोबियस फ़ंक्शन ''μ''('', बी'') है; ''μ''(''a, b'') का प्रत्येक मान बेस रिंग में 1 का अभिन्न गुणज है।
कोई यह दिखा सकता है कि आपतन बीजगणित में (ऊपर परिभाषित संवलन के संबंध में) [[इकाई (रिंग सिद्धांत)|इकाई (वलय सिद्धांत)]] है। (सामान्यतः, आपतन बीजगणित का सदस्य ''h'' व्युत्क्रमणीय होता है यदि और मात्र यदि ''h''(''x'', ''x'') प्रत्येक ''x'' के लिए व्युत्क्रमणीय हो।) अतः जीटा फलन का गुणात्मक व्युत्क्रम मोबियस फलन ''μ''(''a,'' b) है; ''μ''(''a, b'') का प्रत्येक मान आधार वलय में 1 का अभिन्न गुणज है।


मोबियस फ़ंक्शन को निम्नलिखित संबंध द्वारा आगमनात्मक रूप से भी परिभाषित किया जा सकता है:
इस प्रकार से मोबियस फलन को निम्नलिखित संबंध द्वारा आगमनात्मक रूप से भी परिभाषित किया जा सकता है:
:<math>\mu(x,y) = \begin{cases}
:<math>\mu(x,y) = \begin{cases}
{}\qquad 1 & \text{if } x = y\\[6pt]
{}\qquad 1 & \text{if } x = y\\[6pt]
Line 40: Line 37:
{}\qquad 0 & \text{otherwise }.
{}\qquad 0 & \text{otherwise }.
\end{cases}</math>
\end{cases}</math>
μ से गुणा करना व्युत्पन्न के समान है, और इसे मोबियस व्युत्क्रम कहा जाता है।
अतः μ से गुणा करना व्युत्पन्न के समान है, और इसे मोबियस व्युत्क्रम कहा जाता है।


ज़ेटा फ़ंक्शन का वर्ग एक अंतराल में तत्वों की संख्या देता है:
इस प्रकार से जीटा फलन का वर्ग अंतराल में अवयवों की संख्या देता है:
<math display="block">\zeta^2(x,y) = \sum_{z\in [x,y]} \zeta(x,z)\,\zeta(z,y)  = \sum_{z\in [x,y]} 1  =  \#[x,y].</math>
<math display="block">\zeta^2(x,y) = \sum_{z\in [x,y]} \zeta(x,z)\,\zeta(z,y)  = \sum_{z\in [x,y]} 1  =  \#[x,y].</math>
==उदाहरण==
==उदाहरण==
;विभाज्यता द्वारा क्रमित धनात्मक पूर्णांक
;विभाज्यता द्वारा क्रमित धनात्मक पूर्णांक
:अंतराल [1, ''एन''] के लिए घटना बीजगणित से जुड़ा कनवल्शन [[डिरिचलेट कनवल्शन]] बन जाता है, इसलिए मोबियस फ़ंक्शन ''μ''('', बी'') = ''μ''( है ''बी/''), जहां दूसरा ''μ'' शास्त्रीय मोबियस फ़ंक्शन है जिसे 19वीं शताब्दी में संख्या सिद्धांत में पेश किया गया था।
:अतः अंतराल [1, ''n''] के लिए आपतन बीजगणित से जुड़ा संवलन [[डिरिचलेट कनवल्शन|डिरिचलेट संवलन]] बन जाता है, इसलिए मोबियस फलन ''μ''(''a,'' b) = ''μ''(''b/''a) है, जहां दूसरा ''μ'' उत्कृष्ट मोबियस फलन है जिसे 19वीं शताब्दी में संख्या सिद्धांत में प्रस्तुत किया गया था।
;कुछ समुच्चय ''ई'' के परिमित उपसमुच्चय, समावेशन द्वारा क्रमबद्ध
;कुछ समुच्चय E के परिमित उपसमुच्चय, समाविष्ट द्वारा क्रमबद्ध
:मोबियस फ़ंक्शन है <math display="block">\mu(S,T)=(-1)^{\left|T\setminus S\right|}</math>
:जब भी S और T, S ⊆ T के साथ E के परिमित उपसमुच्चय होते हैं, तो मोबियस फलन<math display="block">\mu(S,T)=(-1)^{\left|T\setminus S\right|}</math>
:जब भी S और T, S ⊆ T के साथ E के परिमित उपसमुच्चय हैं, और मोबियस व्युत्क्रम को [[समावेशन-बहिष्करण का सिद्धांत]] कहा जाता है।
:होता है और मोबियस व्युत्क्रम को [[समावेशन-बहिष्करण का सिद्धांत|समाविष्ट-बहिष्करण का सिद्धांत]] कहा जाता है।
:ज्यामितीय रूप से, यह एक [[ अतिविम ]] है: <math>2^E = \{0,1\}^E.</math>
:ज्यामितीय रूप से, यह [[ अतिविम |अतिविम]] है: <math>2^E = \{0,1\}^E.</math>
;प्राकृतिक संख्याएँ अपने सामान्य क्रम के साथ
;प्राकृतिक संख्याएँ अपने सामान्य क्रम के साथ
:मोबियस फ़ंक्शन है <math display="block">\mu(x,y) = \begin{cases}
:इस प्रकार से मोबियस फलन<math display="block">\mu(x,y) = \begin{cases}
1& \text{if }y=x, \\
1& \text{if }y=x, \\
-1 & \text{if }y = x+1, \\
-1 & \text{if }y = x+1, \\
0 & \text{if }y>x+1,
0 & \text{if }y>x+1,
\end{cases}
\end{cases}
</math> और मोबियस व्युत्क्रम को (पीछे की ओर) [[अंतर ऑपरेटर]] कहा जाता है।
</math>है और मोबियस व्युत्क्रम को (पीछे की ओर) [[अंतर ऑपरेटर|अंतर संक्रियक]] कहा जाता है।
:ज्यामितीय रूप से, यह पृथक [[संख्या रेखा]] से मेल खाता है।
:अतः ज्यामितीय रूप से, यह पृथक [[संख्या रेखा]] से मेल खाता है।
:घटना बीजगणित में कार्यों का संकेंद्रण [[औपचारिक शक्ति श्रृंखला]] के गुणन से मेल खाता है: नीचे घटी हुई आपतन बीजगणित की चर्चा देखें। मोबियस फ़ंक्शन औपचारिक शक्ति श्रृंखला 1 −t के गुणांकों के अनुक्रम (1, −1, 0, 0, 0, ...) से मेल खाता है, और ज़ेटा फ़ंक्शन गुणांक (1, 1, 1) के अनुक्रम से मेल खाता है , 1, ...) औपचारिक शक्ति श्रृंखला का <math>(1 - t)^{-1} = 1 + t + t^2 + t^3 + \cdots</math>, जो उलटा है। इस घटना बीजगणित में डेल्टा फ़ंक्शन समान रूप से औपचारिक शक्ति श्रृंखला 1 से मेल खाता है।
:इस प्रकार से आपतन बीजगणित में फलनों का संकेंद्रण [[औपचारिक शक्ति श्रृंखला|औपचारिक घात श्रृंखला]] के गुणन से मेल खाता है: नीचे समानीत आपतन बीजगणित की चर्चा देखें। अतः मोबियस फलन औपचारिक घात श्रृंखला 1 −t के गुणांकों के अनुक्रम (1, −1, 0, 0, 0, ...) से मेल खाता है, और जीटा फलन औपचारिक घात श्रृंखला <math>(1 - t)^{-1} = 1 + t + t^2 + t^3 + \cdots</math> के गुणांकों (1, 1, 1) के अनुक्रम से मेल खाता है, जो व्युत्क्रम है। इस आपतन बीजगणित में डेल्टा फलन समान रूप से औपचारिक घात श्रृंखला 1 से मेल खाता है।
;कुछ [[मल्टीसेट]] ''ई'' के परिमित उप-मल्टीसेट, समावेशन द्वारा क्रमबद्ध
;कुछ [[मल्टीसेट|बहुसमुच्चय]] E के परिमित उप-बहुसमुच्चय, समाविष्ट द्वारा क्रमबद्ध
:उपरोक्त तीन उदाहरणों को ''ई'' के मल्टीसेट ''ई'' और परिमित उप-मल्टीसेट ''एस'' और ''टी'' पर विचार करके एकीकृत और सामान्यीकृत किया जा सकता है। मोबियस फ़ंक्शन है <math display="block"> \mu(S,T) = \begin{cases}
:इस प्रकार से उपरोक्त तीन उदाहरणों को E के बहुसमुच्चय E और परिमित उप-बहुसमुच्चय ''S'' और ''T'' पर विचार करके एकीकृत और सामान्यीकृत किया जा सकता है। अतः मोबियस फलन
:<math display="block"> \mu(S,T) = \begin{cases}
0 & \text{if } T \setminus S \text{ is a proper multiset (has repeated elements)}\\
0 & \text{if } T \setminus S \text{ is a proper multiset (has repeated elements)}\\
(-1)^{\left|T \setminus S\right|} & \text{if } T\setminus S \text{ is a set (has no repeated elements)}.
(-1)^{\left|T \setminus S\right|} & \text{if } T\setminus S \text{ is a set (has no repeated elements)}
\end{cases}</math>
\end{cases}</math> है।
:यह बहुलता के साथ [[अभाज्य संख्या]] वि[[भाजक]] के मल्टीसेट के अनुरूप एक सकारात्मक [[पूर्णांक]] द्वारा विभाज्यता द्वारा क्रमित सकारात्मक पूर्णांकों को सामान्यीकृत करता है, उदाहरण के लिए, 12 मल्टीसेट से मेल खाता है <math>\{ 2, 2, 3 \}.</math>
:यह बहुलता के साथ [[अभाज्य संख्या]] [[भाजक|विभाजक]] के बहुसमुच्चय के अनुरूप धनात्मक [[पूर्णांक]] द्वारा विभाज्यता द्वारा क्रमित धनात्मक पूर्णांकों को सामान्यीकृत करता है, इस प्रकार से उदाहरण के लिए, 12 बहुसमुच्चय <math>\{ 2, 2, 3 \}</math> से मेल खाता है।
:यह [[प्राकृतिक संख्या]]ओं को उनके सामान्य क्रम के साथ एक अंतर्निहित तत्व के मल्टीसेट और उस संख्या के बराबर कार्डिनलिटी के अनुरूप प्राकृतिक संख्या द्वारा सामान्यीकृत करता है, उदाहरण के लिए, 3 मल्टीसेट से मेल खाता है <math>\{ 1, 1, 1 \}.</math>
:अतः यह [[प्राकृतिक संख्या]]ओं को उनके सामान्य क्रम के साथ अंतर्निहित अवयव के बहुसमुच्चय और उस संख्या के बराबर गणनांक के अनुरूप प्राकृतिक संख्या द्वारा सामान्यीकृत करता है, इस प्रकार से उदाहरण के लिए, 3 बहुसमुच्चय <math>\{ 1, 1, 1 \}</math> से मेल खाता है।
;परिमित पी-समूह के उपसमूह|''पी''-समूह ''जी'', समावेशन द्वारा क्रमबद्ध
;परिमित p-समूह ''जी'' के उपसमूह, समाविष्ट द्वारा क्रमबद्ध
:मोबियस फ़ंक्शन है <math display="block">\mu_G(H_1,H_2) = (-1)^{k} p^{\binom{k}{2}}</math> अगर <math>H_1</math> का एक [[सामान्य उपसमूह]] है <math>H_2</math> और <math>H_2/H_1 \cong (\Z/p\Z)^k</math> और अन्यथा यह 0 है. यह वीस्नर (1935) का एक प्रमेय है।
:यदि <math>H_1</math> <math>H_2</math> और <math>H_2/H_1 \cong (\Z/p\Z)^k</math> का [[सामान्य उपसमूह]] है तो मोबियस फलन <math display="block">\mu_G(H_1,H_2) = (-1)^{k} p^{\binom{k}{2}}</math> है और अन्यथा यह 0 है।
;[[एक सेट का विभाजन]]
;[[एक सेट का विभाजन|एक समुच्चय का विभाजन]]
:किसी परिमित समुच्चय के सभी विभाजनों के समुच्चय को σ ≤ τ कहकर आंशिक रूप से क्रमबद्ध करें यदि σ, τ से अधिक महीन विभाजन है। विशेष रूप से, मान लीजिए कि τ में ''t'' ब्लॉक हैं जो क्रमशः ''s'' में विभाजित होते हैं<sub>1</sub>, ..., एस<sub>''t''</sub> σ के महीन ब्लॉक, जिसका कुल योग s = s है<sub>1</sub> +···· + एस<sub>''t''</sub> ब्लॉक. फिर मोबियस फ़ंक्शन है: <math display="block">\mu(\sigma,\tau) =
:अतः किसी परिमित समुच्चय के सभी विभाजनों के समुच्चय को σ ≤ τ कहकर आंशिक रूप से क्रमबद्ध करें यदि σ, τ से अधिक स्पष्ट विभाजन है। विशेष रूप से, मान लीजिए कि τ में ''t'' कक्ष हैं जो क्रमशः σ के ''s<sub>1</sub>, ..., s<sub>t</sub>'' स्पष्ट कक्ष में विभाजित होते हैं, जिसमें कुल s = s है<sub>1</sub> +···· + S<sub>''t''</sub> कक्ष होते हैं। इस प्रकार से तब मोबियस फलन है: <math display="block">\mu(\sigma,\tau) =
(-1)^{s-t}(s_1{-}1)! \dots (s_t{-}1)!</math>
(-1)^{s-t}(s_1{-}1)! \dots (s_t{-}1)!</math>
==यूलर विशेषता==
==यूलर विशेषता==


{{Further|Euler characteristic}}
{{Further|यूलर विशेषता}}
एक पॉसेट परिबद्ध होता है यदि इसमें सबसे छोटे और सबसे बड़े तत्व हों, जिन्हें हम क्रमशः 0 और 1 कहते हैं (अदिश वलय के 0 और 1 के साथ भ्रमित न हों)। एक परिबद्ध परिमित स्थिति की '[[यूलर विशेषता]]' μ(0,1) है। इस शब्दावली का कारण निम्नलिखित है: यदि P में 0 और 1 है, तो μ(0,1) सरल कॉम्प्लेक्स की घटी हुई यूलर विशेषता है, जिसके चेहरे P \ {0, 1} में श्रृंखलाएं हैं। इसे फिलिप हॉल के प्रमेय का उपयोग करके दिखाया जा सकता है, जो μ(0,1) के मान को लंबाई i की श्रृंखलाओं की संख्या से संबंधित करता है।
 
==घटी हुई घटना बीजगणित==


घटी हुई घटना बीजगणित में ऐसे फ़ंक्शन शामिल होते हैं जो किन्हीं दो अंतरालों के लिए समान मान निर्दिष्ट करते हैं जो एक उचित अर्थ में समतुल्य होते हैं, आमतौर पर पोसेट के रूप में क्रम समरूपता का अर्थ होता है। यह घटना बीजगणित का एक उपबीजगणित है, और इसमें स्पष्ट रूप से घटना बीजगणित के पहचान तत्व और जीटा फ़ंक्शन शामिल हैं। कम आपतन बीजगणित का कोई भी तत्व जो बड़े आपतन बीजगणित में उलटा होता है, कम आपतन बीजगणित में उसका व्युत्क्रम होता है। इस प्रकार मोबियस फ़ंक्शन भी कम घटना बीजगणित में है।
अतः एक क्रमित समुच्चय परिबद्ध होता है यदि इसमें सबसे छोटे और सबसे बड़े अवयव हों, जिन्हें हम क्रमशः 0 और 1 कहते हैं (अदिश वलय के 0 और 1 के साथ भ्रमित न हों)। इस प्रकार से परिबद्ध परिमित स्थिति की '[[यूलर विशेषता]]' μ(0,1) है। इस शब्दावली का कारण निम्नलिखित है: यदि P में 0 और 1 है, तो μ(0,1) सरल मिश्रित के समानीत यूलर विशेषता है, जिसके शीर्ष P \ {0, 1} में श्रृंखलाएं हैं। अतः इसे फिलिप हॉल के प्रमेय का उपयोग करके दिखाया जा सकता है, जो μ(0,1) के मान को लंबाई i की श्रृंखलाओं की संख्या से संबंधित करता है।


[[जनरेटिंग फ़ंक्शन]] के विभिन्न रिंगों का प्राकृतिक निर्माण देने के लिए डौबिललेट, रोटा और स्टेनली द्वारा कम घटना वाले बीजगणित की शुरुआत की गई थी।<ref>Peter Doubilet, Gian-Carlo Rota and Richard Stanley: ''On the Foundations of Combinatorics (VI): The Idea of Generating Function'', Berkeley Symposium on Math. Statist. and Prob., Proc. Sixth Berkeley Symposium on Math. Statist. and Prob., Vol. 2 (Univ. of Calif. Press, 1972), 267-318, [http://projecteuclid.org/euclid.bsmsp/1200514223 available online in open access]</ref>
==समानीत आपतन बीजगणित==


इस प्रकार से समानीत आपतन बीजगणित में ऐसे फलन सम्मिलित होते हैं जो किन्हीं दो अंतरालों के लिए समान मान निर्दिष्ट करते हैं जो उचित अर्थ में समतुल्य होते हैं, सामान्यतः क्रमित समुच्चय के रूप में क्रम समरूपता का अर्थ होता है। अतः यह आपतन बीजगणित का उपबीजगणित है, और इसमें स्पष्ट रूप से आपतन बीजगणित के तत्समक अवयव और जीटा फलन सम्मिलित हैं। इस प्रकार से समानीत आपतन बीजगणित का कोई भी अवयव जो बड़े आपतन बीजगणित में व्युत्क्रम होता है, समानीत आपतन बीजगणित में उसका व्युत्क्रम होता है। इस प्रकार मोबियस फलन भी समानीत आपतन बीजगणित में है।


अतः [[जनरेटिंग फ़ंक्शन|जनक फलन]] के विभिन्न वलयों का प्राकृतिक संरचना देने के लिए डौबिललेट, रोटा और स्टेनली द्वारा समानीत आपतन वाले बीजगणित का प्रारंभ किया गया था।<ref>Peter Doubilet, Gian-Carlo Rota and Richard Stanley: ''On the Foundations of Combinatorics (VI): The Idea of Generating Function'', Berkeley Symposium on Math. Statist. and Prob., Proc. Sixth Berkeley Symposium on Math. Statist. and Prob., Vol. 2 (Univ. of Calif. Press, 1972), 267-318, [http://projecteuclid.org/euclid.bsmsp/1200514223 available online in open access]</ref>
=== प्राकृतिक संख्याएँ और सामान्य जनक फलन ===
=== प्राकृतिक संख्याएँ और सामान्य जनक फलन ===
पोसेट के लिए <math>(\mathbb{N},\leq),</math> घटी हुई आपतन बीजगणित में कार्य शामिल होते हैं <math>f(a,b)</math> अनुवाद के अंतर्गत अपरिवर्तनीय, <math>f(a+k,b+k) = f(a,b)</math> सभी के लिए <math>k \ge 0,</math> ताकि आइसोमोर्फिक अंतराल [+के, बी+के] और [, बी] पर समान मान हो। मान लीजिए t फ़ंक्शन को t(a, a+1) = 1 और t(a, b) = 0 से निरूपित करता है अन्यथा, अंतराल के समरूपता वर्गों पर एक प्रकार का अपरिवर्तनीय डेल्टा फ़ंक्शन। घटना बीजगणित में इसकी शक्तियां अन्य अपरिवर्तनीय डेल्टा फ़ंक्शन टी हैं<sup>n</sup>(a, a+n) = 1 और t<sup>n</sup>(x, y) = 0 अन्यथा। ये कम आपतन बीजगणित के लिए एक [[आधार (रैखिक बीजगणित)]] बनाते हैं, और हम किसी भी अपरिवर्तनीय फ़ंक्शन को इस प्रकार लिख सकते हैं <math>\textstyle f = \sum_{n\ge 0} f(0,n)t^n</math>. यह संकेतन घटी हुई घटना बीजगणित और औपचारिक शक्ति श्रृंखला की अंगूठी के बीच समरूपता को स्पष्ट करता है <math>R[[t]]</math> अदिश R के ऊपर, जिसे सामान्य जनक फलनों का वलय भी कहा जाता है। हम जीटा फ़ंक्शन को इस प्रकार लिख सकते हैं <math>\zeta=1+t+t^2+\cdots = \tfrac1{1-t},</math> मोबियस फ़ंक्शन का व्युत्क्रम <math>\mu=1-t.</math>
इस प्रकार से क्रमित समुच्चय के लिए <math>(\mathbb{N},\leq)</math> समानीत आपतन बीजगणित में अनुवाद के अंतर्गत अपरिवर्तनीय फलन <math>f(a,b)</math> सम्मिलित हैं, सभी <math>k \ge 0</math> के लिए<math>f(a+k,b+k) = f(a,b)</math>, ताकि समरूपी अंतराल [a+k, b+k] और [a, b] पर समान मान हो। मान लीजिए t फलन को t(a, a+1) = 1 और t(a, b) = 0 से निरूपित करता है अन्यथा, अंतराल के समरूपता वर्गों पर प्रकार का अपरिवर्तनीय डेल्टा फलन है। अतः आपतन बीजगणित में इसकी घातें अन्य अपरिवर्तनीय डेल्टा फलन T<sup>n</sup>(a, a+n) = 1 और t<sup>n</sup>(x, y) = 0 हैं अन्यथा। ये समानीत आपतन बीजगणित के लिए [[आधार (रैखिक बीजगणित)]] बनाते हैं, और हम किसी भी अपरिवर्तनीय फलन को <math>\textstyle f = \sum_{n\ge 0} f(0,n)t^n</math> के रूप में लिख सकते हैं। यह अंकन समानीत आपतन बीजगणित और अदिश ''R'' पर औपचारिक घात श्रृंखला <math>R[[t]]</math> के वलय के बीच समरूपता को स्पष्ट करता है, जिसे सामान्य जनक फलनों के वलय के रूप में भी जाना जाता है। इस प्रकार से हम जीटा फलन को <math>\zeta=1+t+t^2+\cdots = \tfrac1{1-t}</math> के रूप में लिख सकते हैं, जो मोबियस फलन <math>\mu=1-t</math> का व्युत्क्रम है।
 
=== उपसमुच्चय क्रमित समुच्चय और घातीय जनक फलन ===
 
अतः समाविष्ट <math>S\subset T</math> द्वारा क्रमित समुच्चय परिमित उपसमुच्चय <math>S\subset\{1,2,3,\ldots\}</math> के बूलियन क्रमित समुच्चय के लिए, समानीत आपतन बीजगणित में अपरिवर्तनीय फलन <math>f(S,T)</math> सम्मिलित होते हैं, जो |''T''\''S''| = |''T'' ′\''S''′| के साथ समरूपी अंतराल [''S'',''T''] और [''S''′,''T'' ′] पर समान मान के लिए परिभाषित होते हैं। फिर, मान लीजिए t |T\S| के लिए अपरिवर्तनीय डेल्टा फलन को t(S,T) = 1 से दर्शाता है और = 1 और t(S,T) = 0 अन्यथा। इसकी घातें हैं:
=== सबसेट पोसेट और घातीय जनरेटिंग फ़ंक्शन ===
परिमित उपसमुच्चय के बूलियन स्थिति के लिए <math>S\subset\{1,2,3,\ldots\}</math> शामिल करने का आदेश दिया गया <math>S\subset T</math>, घटी हुई घटना बीजगणित में अपरिवर्तनीय कार्य शामिल हैं <math>f(S,T),</math> समरूपी अंतरालों [S,T] और [S′,T&hairsp;′] पर |T\S| के साथ समान मान रखने के लिए परिभाषित किया गया है। = |T&hairsp;'\S'|. फिर, मान लीजिए t |T\S| के लिए t(S,T) = 1 के साथ अपरिवर्तनीय डेल्टा फ़ंक्शन को दर्शाता है। = 1 और t(S,T) = 0 अन्यथा। इसकी शक्तियाँ हैं:
<math display="block">t^n(S,T) =\, \sum t(T_0,T_1)\,t(T_1,T_2) \dots t(T_{n-1},T_n)  
<math display="block">t^n(S,T) =\, \sum t(T_0,T_1)\,t(T_1,T_2) \dots t(T_{n-1},T_n)  
= \left\{ \begin{array}{cl} n! & \text{if}\,\, |T{\setminus}S| = n\\
= \left\{ \begin{array}{cl} n! & \text{if}\,\, |T{\setminus}S| = n\\
0 & \text{otherwise,}\end{array}\right.</math> जहां योग सभी श्रृंखलाओं से अधिक है <math>S = T_0\subset T_1\subset\cdots\subset T_n=T,</math> और केवल गैर-शून्य शब्द संतृप्त श्रृंखलाओं के लिए होते हैं <math>|T_{i}{\setminus}T_{i-1}| = 1;</math> चूँकि ये n के क्रमपरिवर्तन के अनुरूप हैं, हमें अद्वितीय गैर-शून्य मान n! मिलता है। इस प्रकार, अपरिवर्तनीय डेल्टा फ़ंक्शन विभाजित शक्तियां हैं <math>\tfrac{t^n}{n!},</math> और हम किसी भी अपरिवर्तनीय फ़ंक्शन को इस प्रकार लिख सकते हैं <math>\textstyle f = \sum_{n\geq0} f(\emptyset,[n])\frac{t^n}{n!},</math> जहां [एन] = {1, . . . , एन}यह घटी हुई घटना बीजगणित और घातीय उत्पन्न करने वाले कार्यों की अंगूठी के बीच एक प्राकृतिक समरूपता देता है। जीटा फ़ंक्शन है <math>\textstyle \zeta = \sum_{n\geq 0}\frac{t^n}{n!} = \exp(t),
0 & \text{otherwise,}\end{array}\right.</math> जहां योग सभी श्रृंखलाओं <math>S = T_0\subset T_1\subset\cdots\subset T_n=T</math> पर होता है, और <math>|T_{i}{\setminus}T_{i-1}| = 1</math> के साथ संतृप्त श्रृंखलाओं के लिए मात्र गैर-शून्य पद होते हैं; चूँकि ये n के क्रमपरिवर्तन के अनुरूप हैं, हमें अद्वितीय गैर-शून्य मान n! मिलता है। इस प्रकार, अपरिवर्तनीय डेल्टा फलन विभाजित घातें <math>\tfrac{t^n}{n!}</math> हैं, और हम किसी भी अपरिवर्तनीय फलन को <math>\textstyle f = \sum_{n\geq0} f(\emptyset,[n])\frac{t^n}{n!}</math> के रूप में लिख सकते हैं, जहां '''''[n] = {1, . . ., n}''''' है। यह समानीत आपतन बीजगणित और घातीय उत्पन्न करने वाले फलनों के वलय के बीच प्राकृतिक समरूपता देता है। जीटा फलन <math>\textstyle \zeta = \sum_{n\geq 0}\frac{t^n}{n!} = \exp(t)
</math> मोबियस फ़ंक्शन के साथ:
</math> है, इस प्रकार से मोबियस फलन के साथ:
<math display="block">\mu = \frac1{\zeta} = \exp(-t) = \sum_{n\geq 0} (-1)^n \frac{t^n}{n!}.</math>
<math display="block">\mu = \frac1{\zeta} = \exp(-t) = \sum_{n\geq 0} (-1)^n \frac{t^n}{n!}.</math>
दरअसल, औपचारिक शक्ति श्रृंखला के साथ यह गणना यह साबित करती है <math>\mu(S,T)=(-1)^{|T{\setminus}S|}.</math> उपसमुच्चय या लेबल वाली वस्तुओं को शामिल करने वाले कई संयुक्त गिनती अनुक्रमों की व्याख्या कम घटना बीजगणित और घातीय उत्पन्न करने वाले कार्यों का उपयोग करके घातीय सूत्र के संदर्भ में की जा सकती है।
वस्तुतः, औपचारिक घात श्रृंखला के साथ यह गणना यह सिद्ध करती है कि <math>\mu(S,T)=(-1)^{|T{\setminus}S|}.</math> उपसमुच्चय या लेबल वाली वस्तुओं को सम्मिलित करने वाले इस प्रकार से कई संयुक्त गणना अनुक्रमों की व्याख्या समानीत आपतन बीजगणित और घातीय उत्पन्न करने वाले फलनों का उपयोग करके घातीय सूत्र के संदर्भ में की जा सकती है।
 
=== विभाजक क्रमित समुच्चय और डिरिचलेट श्रृंखला ===
अतः विभाज्यता द्वारा क्रमित धनात्मक पूर्णांकों के क्रमित समुच्चय D पर विचार करें, जिसे <math>a\,|\,b</math> द्वारा दर्शाया गया है। समानीत आपतन बीजगणित में फलन <math>f(a,b)</math> सम्मिलित होते हैं जो गुणन के अंतर्गत अपरिवर्तनीय हैं: <math>k\ge 1</math> के लिए <math>f(ka,kb) = f(a,b)</math>। (अंतराल की यह गुणात्मक तुल्यता क्रमित समुच्चय समरूपता की तुलना में बहुत दृढ संबंध है; उदाहरण के लिए, अभाज्य संख्या p के लिए, दो-अवयव अंतराल [1,p] सभी असमान हैं।) इस प्रकार से अपरिवर्तनीय फलन के लिए, f(a,b) मात्र b/a पर निर्भर करता है, इसलिए प्राकृतिक आधार में <math>\delta_n(a,b) = 1</math> द्वारा परिभाषित अपरिवर्तनीय डेल्टा फलन <math>\delta_n</math> सम्मिलित होते हैं यदि b/a = n और 0 अन्यथा; तो किसी भी अपरिवर्तनीय फलन को <math>\textstyle f = \sum_{n\geq 0} f(1,n)\, \delta_n</math> लिखा जा सकता है।


=== विभाजक पोसेट और डिरिचलेट श्रृंखला ===
अतः दो अपरिवर्तनीय डेल्टा फलन का गुणन है:
विभाज्यता द्वारा निरूपित धनात्मक पूर्णांकों के पॉसेट डी पर विचार करें <math>a\,|\,b.</math> घटी हुई आपतन बीजगणित में फ़ंक्शन शामिल होते हैं <math>f(a,b)</math> जो गुणन के अंतर्गत अपरिवर्तनीय हैं: <math>f(ka,kb) = f(a,b)</math> सभी के लिए <math>k\ge 1.</math> (अंतराल की यह गुणात्मक तुल्यता पोसेट समरूपता की तुलना में बहुत मजबूत संबंध है; उदाहरण के लिए, अभाज्य संख्या पी के लिए, दो-तत्व अंतराल [1,पी] सभी असमान हैं।) एक अपरिवर्तनीय फ़ंक्शन के लिए, एफ(ए,बी) केवल पर निर्भर करता है बी/ए, इसलिए प्राकृतिक आधार में अपरिवर्तनीय डेल्टा फ़ंक्शन शामिल होते हैं <math>\delta_n</math> द्वारा परिभाषित <math>\delta_n(a,b) = 1</math> यदि b/a = n और 0 अन्यथा; तो कोई भी अपरिवर्तनीय फ़ंक्शन लिखा जा सकता है <math>\textstyle f = \sum_{n\geq 0} f(1,n)\, \delta_n.</math>
दो अपरिवर्तनीय डेल्टा फ़ंक्शंस का उत्पाद है:
:<math>(\delta_n \delta_m)(a,b) = \sum_{a|c|b} \delta_n(a,c)\,\delta_m(c,b) = \delta_{nm}(a,b),</math>
:<math>(\delta_n \delta_m)(a,b) = \sum_{a|c|b} \delta_n(a,c)\,\delta_m(c,b) = \delta_{nm}(a,b),</math>
चूँकि एकमात्र गैर-शून्य पद c = na और b = mc = nma से आता है। इस प्रकार, हम कम घटना बीजगणित से औपचारिक [[डिरिचलेट श्रृंखला]] की अंगूठी तक एक समरूपता प्राप्त करते हैं <math>\delta_n</math> को <math>n^{-s}\!,</math> ताकि f के अनुरूप हो <math display="inline">\sum_{n\geq 1} \frac{f(1,n)}{n^s}.</math>
चूँकि एकमात्र गैर-शून्य पद c = na और b = mc = nma से आता है। इस प्रकार, हम <math>\delta_n</math> को <math>n^{-s}\!</math> भेजकर समानीत आपतन बीजगणित से औपचारिक [[डिरिचलेट श्रृंखला]] के वलय तक समरूपता प्राप्त करते हैं ताकि f <math display="inline">\sum_{n\geq 1} \frac{f(1,n)}{n^s}</math> से मेल खाता हो।
घटना बीजगणित जीटा फ़ंक्शन ζ<sub>''D''</sub>(,बी) = 1 शास्त्रीय [[रीमैन ज़ेटा फ़ंक्शन]] से मेल खाता है <math>\zeta(s)=\textstyle \sum_{n\geq 1}\frac{1}{n^s},</math> पारस्परिक होना <math display="inline">\frac{1}{\zeta(s)} = \sum_{n\geq 1}\frac{\mu(n)}{n^s},</math> कहाँ <math>\mu(n)=\mu_D(1,n)</math> संख्या सिद्धांत का शास्त्रीय मोबियस फ़ंक्शन है। कई अन्य [[अंकगणितीय कार्य]] कम घटना बीजगणित के भीतर स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होते हैं, और समकक्ष रूप से डिरिचलेट श्रृंखला के संदर्भ में। उदाहरण के लिए, विभाजक फ़ंक्शन <math>\sigma_0(n)</math> जीटा फ़ंक्शन का वर्ग है, <math>\sigma_0(n) = \zeta^2\!(1,n),</math> उपरोक्त परिणाम का एक विशेष मामला <math>\zeta^2\!(x,y)</math> अंतराल [x,y] में तत्वों की संख्या देता है; बराबर, <math display="inline">\zeta(s)^2 = \sum_{n\geq 1} \frac{\sigma_0(n)}{n^s}.</math>
 
विभाजक पोसेट की उत्पाद संरचना इसके मोबियस फ़ंक्शन की गणना की सुविधा प्रदान करती है। अंकगणित के मौलिक प्रमेय का तात्पर्य है कि डी एक अनंत कार्टेशियन उत्पाद के लिए आइसोमोर्फिक है <math>\N\times\N \times \dots</math>, समन्वयवार तुलना द्वारा दिए गए क्रम के साथ: <math>n = p_1^{e_1}p_2^{e_2}\dots</math>, कहाँ <math>p_k</math> क है<sup>वें</sup> अभाज्य, इसके घातांक के अनुक्रम से मेल खाता है <math>(e_1,e_2,\dots).</math> अब डी का मोबियस फ़ंक्शन कारक पोज़ेट्स के लिए मोबियस फ़ंक्शन का उत्पाद है, जो ऊपर गणना की गई है, जो शास्त्रीय सूत्र देता है:
इस प्रकार से आपतन बीजगणित जीटा फलन ζ<sub>''D''</sub>(a,b) = 1 उत्कृष्ट [[रीमैन ज़ेटा फ़ंक्शन|रीमैन जीटा फलन]] <math>\zeta(s)=\textstyle \sum_{n\geq 1}\frac{1}{n^s}</math> से मेल खाता है, जिसमें पारस्परिक <math display="inline">\frac{1}{\zeta(s)} = \sum_{n\geq 1}\frac{\mu(n)}{n^s}</math> है, जहां <math>\mu(n)=\mu_D(1,n)</math> संख्या सिद्धांत का उत्कृष्ट मोबियस फलन है। कई अन्य [[अंकगणितीय कार्य|अंकगणितीय फलन]] समानीत आपतन बीजगणित के भीतर स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होते हैं, और समकक्ष रूप से डिरिचलेट श्रृंखला के संदर्भ में। उदाहरण के लिए, विभाजक फलन <math>\sigma_0(n)</math> जीटा फलन का वर्ग है, <math>\sigma_0(n) = \zeta^2\!(1,n),</math> उपरोक्त परिणाम का विशेष स्थिति कि <math>\zeta^2\!(x,y)</math> अंतराल [x,y] में अवयवों की संख्या देता है; समतुल्यता, <math display="inline">\zeta(s)^2 = \sum_{n\geq 1} \frac{\sigma_0(n)}{n^s}.</math>
 
विभाजक क्रमित समुच्चय की गुणन संरचना इसके मोबियस फलन की गणना की सुविधा प्रदान करती है। अतः अभाज्य संख्याओं में अद्वितीय गुणनखंडन से पता चलता है कि D एक अनंत कार्तीय गुणनफल <math>\N\times\N \times \dots</math> के लिए समरूपी है, निर्देशांकवार तुलना द्वारा दिए गए क्रम के साथ: <math>n = p_1^{e_1}p_2^{e_2}\dots</math>, जहाँ <math>p_k</math> k<sup>वां</sup> अभाज्य है, इसके घातांक <math>(e_1,e_2,\dots)</math> के अनुक्रम से मेल खाता है। अब D का मोबियस फलन कारक क्रमित समुच्चय के लिए मोबियस फलन का गुणन है, जिसकी गणना ऊपर दी गई है, जो उत्कृष्ट सूत्र देता है:
:<math>\mu(n) = \mu_D(1,n) = \prod_{k\geq 1}\mu_{\N}(0,e_k)
:<math>\mu(n) = \mu_D(1,n) = \prod_{k\geq 1}\mu_{\N}(0,e_k)
\,=\,\left\{\begin{array}{cl}(-1)^d & \text{for } n \text{ squarefree with } d \text{ prime factors}\\
\,=\,\left\{\begin{array}{cl}(-1)^d & \text{for } n \text{ squarefree with } d \text{ prime factors}\\
0 & \text{otherwise.}
0 & \text{otherwise.}
\end{array}\right.</math>
\end{array}\right.</math>
उत्पाद संरचना ज़ेटा फ़ंक्शन के लिए शास्त्रीय [[यूलर उत्पाद]] की भी व्याख्या करती है। डी का ज़ेटा फ़ंक्शन कारकों के ज़ेटा फ़ंक्शन के कार्टेशियन उत्पाद से मेल खाता है, जिसकी गणना ऊपर की गई है <math display="inline">\frac{1}{1-t},</math> ताकि <math display="inline">\zeta_D \cong \prod_{k\geq 1}\!\frac{1}{1-t},</math> जहां दाहिनी ओर कार्टेशियन उत्पाद है। समरूपता को लागू करना जो k में t भेजता है<sup>वें</sup>कारक को <math>p_k^{-s}</math>, हम सामान्य यूलर उत्पाद प्राप्त करते हैं।
इस प्रकार से गुणन संरचना जीटा फलन के लिए उत्कृष्ट [[यूलर उत्पाद|यूलर गुणन]] की भी व्याख्या करती है। D का जीटा फलन कारकों के जीटा फलन के कार्तीय गुणन से मेल खाता है, जिसकी गणना ऊपर <math display="inline">\frac{1}{1-t}</math> के रूप में की गई है, ताकि <math display="inline">\zeta_D \cong \prod_{k\geq 1}\!\frac{1}{1-t},</math> जहां दाहिनी ओर कार्तीय गुणन है। अतः समरूपता को लागू करने से जो t को k<sup>वें</sup> कारक में <math>p_k^{-s}</math>भेजता है, हम सामान्य यूलर गुणन प्राप्त करते हैं।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखे ==
* [[ग्राफ़ बीजगणित]]
* आरेख [[ग्राफ़ बीजगणित|बीजगणित]]
* [[घटना कोलजेब्रा]]
* [[आपतन कोलजेब्रा|आपतन उपबीजगणित]]
* [[पथ बीजगणित]]
* [[पथ बीजगणित]]


==साहित्य==
==साहित्य==


1964 में शुरू होने वाले [[जियान-कार्लो रोटा]] के कई पेपरों में और बाद के कई कॉम्बिनेटरिक्स द्वारा स्थानीय रूप से परिमित पोज़ेट्स के घटना बीजगणित का इलाज किया गया था। रोटा का 1964 का पेपर था:
1964 में प्रारंभ होने वाले [[जियान-कार्लो रोटा]] के कई लेखों में और बाद के कई संयोजनवादी द्वारा स्थानीय रूप से परिमित क्रमित समुच्चय के आपतन बीजगणित का इलाज किया गया था। रोटा का 1964 का लेख था:


*{{Citation|last=Rota|first=Gian-Carlo|title=On the Foundations of Combinatorial Theory I: Theory of Möbius Functions|volume=2|issue=4|pages=340&ndash;368|year=1964|journal=Zeitschrift für Wahrscheinlichkeitstheorie und Verwandte Gebiete|doi=10.1007/BF00531932|s2cid=121334025|doi-access=free}}
*{{Citation|last=Rota|first=Gian-Carlo|title=On the Foundations of Combinatorial Theory I: Theory of Möbius Functions|volume=2|issue=4|pages=340&ndash;368|year=1964|journal=Zeitschrift für Wahrscheinlichkeitstheorie und Verwandte Gebiete|doi=10.1007/BF00531932|s2cid=121334025|doi-access=free}}
* नाथन जैकबसन|एन. जैकबसन, मूल बीजगणित। आई, डब्ल्यू. एच. फ्रीमैन एंड कंपनी, 1974। पोसेट्स पर मोबियस फ़ंक्शंस के उपचार के लिए अनुभाग 8.6 देखें
* नाथन जैकबसन|n. जैकबसन, मूल बीजगणित। आई, डब्ल्यू. एच. फ्रीमैन एंड कंपनी, 1974। क्रमित समुच्चय्स पर मोबियस फलन के उपचार के लिए अनुभाग 8.6 देखें


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* {{citation | first1=Eugene | last1=Spiegel | first2=Christopher J. | last2=O'Donnell | title=Incidence algebras | publisher=Marcel Dekker | isbn=0-8247-0036-8 | year=1997 | series=Pure and Applied Mathematics | volume=206 | url-access=registration | url=https://archive.org/details/incidencealgebra0000spie }}
* {{citation | first1=Eugene | last1=Spiegel | first2=Christopher J. | last2=O'Donnell | title=Incidence algebras | publisher=Marcel Dekker | isbn=0-8247-0036-8 | year=1997 | series=Pure and Applied Mathematics | volume=206 | url-access=registration | url=https://archive.org/details/incidencealgebra0000spie }}


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Latest revision as of 15:18, 4 September 2023

क्रम सिद्धांत में, गणित का क्षेत्र, आपतन बीजगणित सहयोगी बीजगणित है, जिसे प्रत्येक स्थानीय रूप से परिमित आंशिक रूप से क्रमित समुच्चय और एकता के साथ क्रमविनिमेय वलय के लिए परिभाषित किया गया है। अतः उप-बीजगणित जिसे समानीत आपतन बीजगणित कहा जाता है, साहचर्य और संख्या सिद्धांत में उपयोग किए जाने वाले विभिन्न प्रकार के उत्पन्न करने वाले फलनों का प्राकृतिक संरचना देता है।

परिभाषा

इस प्रकार से स्थानीय रूप से परिमित स्थिति वह है जिसमें प्रत्येक आंशिक रूप से क्रमित समुच्चय संवृत अंतराल

[a, b] = {x : a ≤ x ≤ b}

परिमित होता है।

अतः आपतन बीजगणित के सदस्य फलन (गणित) s f हैं जो प्रत्येक रिक्त समुच्चय अंतराल [a, b] को अदिश f(a, b) निर्दिष्ट करते हैं), जो अदिश के वलय (गणित) से लिया गया है, जो एकता के साथ क्रमविनिमेय वलय है। इस अंतर्निहित समुच्चय पर कोई योग और अदिश गुणन को बिंदुवार परिभाषित करता है, और आपतन बीजगणित में गुणन

द्वारा परिभाषित संवलन है।

इस प्रकार से आपतन बीजगणित परिमित-आयामी है यदि और मात्र यदि अंतर्निहित स्थिति परिमित है।

संबंधित अवधारणाएँ

अतः आपतन बीजगणित समूह वलय के समान होता है; वस्तुतः, समूह बीजगणित और आपतन बीजगणित दोनों श्रेणी बीजगणित की विशेष स्थिति हैं, जिन्हें समान रूप से परिभाषित किया गया है; समूह (गणित) और आंशिक रूप से क्रमबद्ध समुच्चय विशेष प्रकार की श्रेणी (गणित) है।

उच्च-त्रिकोणीय आव्यूह

इस प्रकार से किसी भी n-अवयव समुच्चय S पर आंशिक क्रम ≤ की स्थिति पर विचार करें। हम S की गणना s1, …, sn के रूप में करते हैं, और इस प्रकार से कि गणना S पर क्रम ≤ के साथ संगत है, अर्थात, sisj का तात्पर्य ij है, जो सदैव संभव है।

फिर, उपरोक्त फलन f, अंतराल से अदिश तक, को आव्यूह (गणित) Aij के रूप में सोचा जा सकता है, जहाँ Aij = f(si, sj) जब भी ij, और अन्यथा Aij = 0 होता है। चूँकि हमने S को आव्यूहों के सूचकांकों पर सामान्य क्रम के अनुरूप व्यवस्थित किया है, वे ≤ के अंतर्गत S में अतुलनीय अवयवों द्वारा निर्धारित निर्धारित शून्य-प्रतिरूप के साथ उच्च-त्रिकोणीय आव्यूह के रूप में दिखाई देंगे।

अतः ≤ की आपतन बीजगणित तब इस निर्धारित शून्य-प्रतिरूप और यादृच्छिक (संभवतः शून्य सहित) अदिश प्रविष्टियों के साथ उच्च-त्रिकोणीय आव्यूह के बीजगणित के लिए समरूपी है, संचालन सामान्य आव्यूह योग, सोपानी और आव्यूह गुणन के साथ होता है।[1]

विशेष अवयव

इस प्रकार से आपतन बीजगणित का गुणक तत्समक अवयव क्रोनकर डेल्टा है, जिसे

द्वारा परिभाषित किया गया है।

अतः आपतन बीजगणित का जीटा फलन प्रत्येक गैर-रिक्त अंतराल [a, b] के लिए स्थिर फलन ζ(a, b) = 1 है। ζ से गुणा करना अभिन्न के समान है।

कोई यह दिखा सकता है कि आपतन बीजगणित में (ऊपर परिभाषित संवलन के संबंध में) इकाई (वलय सिद्धांत) है। (सामान्यतः, आपतन बीजगणित का सदस्य h व्युत्क्रमणीय होता है यदि और मात्र यदि h(x, x) प्रत्येक x के लिए व्युत्क्रमणीय हो।) अतः जीटा फलन का गुणात्मक व्युत्क्रम मोबियस फलन μ(a, b) है; μ(a, b) का प्रत्येक मान आधार वलय में 1 का अभिन्न गुणज है।

इस प्रकार से मोबियस फलन को निम्नलिखित संबंध द्वारा आगमनात्मक रूप से भी परिभाषित किया जा सकता है:

अतः μ से गुणा करना व्युत्पन्न के समान है, और इसे मोबियस व्युत्क्रम कहा जाता है।

इस प्रकार से जीटा फलन का वर्ग अंतराल में अवयवों की संख्या देता है:

उदाहरण

विभाज्यता द्वारा क्रमित धनात्मक पूर्णांक
अतः अंतराल [1, n] के लिए आपतन बीजगणित से जुड़ा संवलन डिरिचलेट संवलन बन जाता है, इसलिए मोबियस फलन μ(a, b) = μ(b/a) है, जहां दूसरा μ उत्कृष्ट मोबियस फलन है जिसे 19वीं शताब्दी में संख्या सिद्धांत में प्रस्तुत किया गया था।
कुछ समुच्चय E के परिमित उपसमुच्चय, समाविष्ट द्वारा क्रमबद्ध
जब भी S और T, S ⊆ T के साथ E के परिमित उपसमुच्चय होते हैं, तो मोबियस फलन
होता है और मोबियस व्युत्क्रम को समाविष्ट-बहिष्करण का सिद्धांत कहा जाता है।
ज्यामितीय रूप से, यह अतिविम है:
प्राकृतिक संख्याएँ अपने सामान्य क्रम के साथ
इस प्रकार से मोबियस फलन
है और मोबियस व्युत्क्रम को (पीछे की ओर) अंतर संक्रियक कहा जाता है।
अतः ज्यामितीय रूप से, यह पृथक संख्या रेखा से मेल खाता है।
इस प्रकार से आपतन बीजगणित में फलनों का संकेंद्रण औपचारिक घात श्रृंखला के गुणन से मेल खाता है: नीचे समानीत आपतन बीजगणित की चर्चा देखें। अतः मोबियस फलन औपचारिक घात श्रृंखला 1 −t के गुणांकों के अनुक्रम (1, −1, 0, 0, 0, ...) से मेल खाता है, और जीटा फलन औपचारिक घात श्रृंखला के गुणांकों (1, 1, 1) के अनुक्रम से मेल खाता है, जो व्युत्क्रम है। इस आपतन बीजगणित में डेल्टा फलन समान रूप से औपचारिक घात श्रृंखला 1 से मेल खाता है।
कुछ बहुसमुच्चय E के परिमित उप-बहुसमुच्चय, समाविष्ट द्वारा क्रमबद्ध
इस प्रकार से उपरोक्त तीन उदाहरणों को E के बहुसमुच्चय E और परिमित उप-बहुसमुच्चय S और T पर विचार करके एकीकृत और सामान्यीकृत किया जा सकता है। अतः मोबियस फलन
है।
यह बहुलता के साथ अभाज्य संख्या विभाजक के बहुसमुच्चय के अनुरूप धनात्मक पूर्णांक द्वारा विभाज्यता द्वारा क्रमित धनात्मक पूर्णांकों को सामान्यीकृत करता है, इस प्रकार से उदाहरण के लिए, 12 बहुसमुच्चय से मेल खाता है।
अतः यह प्राकृतिक संख्याओं को उनके सामान्य क्रम के साथ अंतर्निहित अवयव के बहुसमुच्चय और उस संख्या के बराबर गणनांक के अनुरूप प्राकृतिक संख्या द्वारा सामान्यीकृत करता है, इस प्रकार से उदाहरण के लिए, 3 बहुसमुच्चय से मेल खाता है।
परिमित p-समूह जी के उपसमूह, समाविष्ट द्वारा क्रमबद्ध
यदि और का सामान्य उपसमूह है तो मोबियस फलन
है और अन्यथा यह 0 है।
एक समुच्चय का विभाजन
अतः किसी परिमित समुच्चय के सभी विभाजनों के समुच्चय को σ ≤ τ कहकर आंशिक रूप से क्रमबद्ध करें यदि σ, τ से अधिक स्पष्ट विभाजन है। विशेष रूप से, मान लीजिए कि τ में t कक्ष हैं जो क्रमशः σ के s1, ..., st स्पष्ट कक्ष में विभाजित होते हैं, जिसमें कुल s = s है1 +···· + St कक्ष होते हैं। इस प्रकार से तब मोबियस फलन है:

यूलर विशेषता

अतः एक क्रमित समुच्चय परिबद्ध होता है यदि इसमें सबसे छोटे और सबसे बड़े अवयव हों, जिन्हें हम क्रमशः 0 और 1 कहते हैं (अदिश वलय के 0 और 1 के साथ भ्रमित न हों)। इस प्रकार से परिबद्ध परिमित स्थिति की 'यूलर विशेषता' μ(0,1) है। इस शब्दावली का कारण निम्नलिखित है: यदि P में 0 और 1 है, तो μ(0,1) सरल मिश्रित के समानीत यूलर विशेषता है, जिसके शीर्ष P \ {0, 1} में श्रृंखलाएं हैं। अतः इसे फिलिप हॉल के प्रमेय का उपयोग करके दिखाया जा सकता है, जो μ(0,1) के मान को लंबाई i की श्रृंखलाओं की संख्या से संबंधित करता है।

समानीत आपतन बीजगणित

इस प्रकार से समानीत आपतन बीजगणित में ऐसे फलन सम्मिलित होते हैं जो किन्हीं दो अंतरालों के लिए समान मान निर्दिष्ट करते हैं जो उचित अर्थ में समतुल्य होते हैं, सामान्यतः क्रमित समुच्चय के रूप में क्रम समरूपता का अर्थ होता है। अतः यह आपतन बीजगणित का उपबीजगणित है, और इसमें स्पष्ट रूप से आपतन बीजगणित के तत्समक अवयव और जीटा फलन सम्मिलित हैं। इस प्रकार से समानीत आपतन बीजगणित का कोई भी अवयव जो बड़े आपतन बीजगणित में व्युत्क्रम होता है, समानीत आपतन बीजगणित में उसका व्युत्क्रम होता है। इस प्रकार मोबियस फलन भी समानीत आपतन बीजगणित में है।

अतः जनक फलन के विभिन्न वलयों का प्राकृतिक संरचना देने के लिए डौबिललेट, रोटा और स्टेनली द्वारा समानीत आपतन वाले बीजगणित का प्रारंभ किया गया था।[2]

प्राकृतिक संख्याएँ और सामान्य जनक फलन

इस प्रकार से क्रमित समुच्चय के लिए समानीत आपतन बीजगणित में अनुवाद के अंतर्गत अपरिवर्तनीय फलन सम्मिलित हैं, सभी के लिए, ताकि समरूपी अंतराल [a+k, b+k] और [a, b] पर समान मान हो। मान लीजिए t फलन को t(a, a+1) = 1 और t(a, b) = 0 से निरूपित करता है अन्यथा, अंतराल के समरूपता वर्गों पर प्रकार का अपरिवर्तनीय डेल्टा फलन है। अतः आपतन बीजगणित में इसकी घातें अन्य अपरिवर्तनीय डेल्टा फलन Tn(a, a+n) = 1 और tn(x, y) = 0 हैं अन्यथा। ये समानीत आपतन बीजगणित के लिए आधार (रैखिक बीजगणित) बनाते हैं, और हम किसी भी अपरिवर्तनीय फलन को के रूप में लिख सकते हैं। यह अंकन समानीत आपतन बीजगणित और अदिश R पर औपचारिक घात श्रृंखला के वलय के बीच समरूपता को स्पष्ट करता है, जिसे सामान्य जनक फलनों के वलय के रूप में भी जाना जाता है। इस प्रकार से हम जीटा फलन को के रूप में लिख सकते हैं, जो मोबियस फलन का व्युत्क्रम है।

उपसमुच्चय क्रमित समुच्चय और घातीय जनक फलन

अतः समाविष्ट द्वारा क्रमित समुच्चय परिमित उपसमुच्चय के बूलियन क्रमित समुच्चय के लिए, समानीत आपतन बीजगणित में अपरिवर्तनीय फलन सम्मिलित होते हैं, जो |T\S| = |T ′\S′| के साथ समरूपी अंतराल [S,T] और [S′,T ′] पर समान मान के लिए परिभाषित होते हैं। फिर, मान लीजिए t |T\S| के लिए अपरिवर्तनीय डेल्टा फलन को t(S,T) = 1 से दर्शाता है और = 1 और t(S,T) = 0 अन्यथा। इसकी घातें हैं:

जहां योग सभी श्रृंखलाओं पर होता है, और के साथ संतृप्त श्रृंखलाओं के लिए मात्र गैर-शून्य पद होते हैं; चूँकि ये n के क्रमपरिवर्तन के अनुरूप हैं, हमें अद्वितीय गैर-शून्य मान n! मिलता है। इस प्रकार, अपरिवर्तनीय डेल्टा फलन विभाजित घातें हैं, और हम किसी भी अपरिवर्तनीय फलन को के रूप में लिख सकते हैं, जहां [n] = {1, . . ., n} है। यह समानीत आपतन बीजगणित और घातीय उत्पन्न करने वाले फलनों के वलय के बीच प्राकृतिक समरूपता देता है। जीटा फलन है, इस प्रकार से मोबियस फलन के साथ:
वस्तुतः, औपचारिक घात श्रृंखला के साथ यह गणना यह सिद्ध करती है कि उपसमुच्चय या लेबल वाली वस्तुओं को सम्मिलित करने वाले इस प्रकार से कई संयुक्त गणना अनुक्रमों की व्याख्या समानीत आपतन बीजगणित और घातीय उत्पन्न करने वाले फलनों का उपयोग करके घातीय सूत्र के संदर्भ में की जा सकती है।

विभाजक क्रमित समुच्चय और डिरिचलेट श्रृंखला

अतः विभाज्यता द्वारा क्रमित धनात्मक पूर्णांकों के क्रमित समुच्चय D पर विचार करें, जिसे द्वारा दर्शाया गया है। समानीत आपतन बीजगणित में फलन सम्मिलित होते हैं जो गुणन के अंतर्गत अपरिवर्तनीय हैं: के लिए । (अंतराल की यह गुणात्मक तुल्यता क्रमित समुच्चय समरूपता की तुलना में बहुत दृढ संबंध है; उदाहरण के लिए, अभाज्य संख्या p के लिए, दो-अवयव अंतराल [1,p] सभी असमान हैं।) इस प्रकार से अपरिवर्तनीय फलन के लिए, f(a,b) मात्र b/a पर निर्भर करता है, इसलिए प्राकृतिक आधार में द्वारा परिभाषित अपरिवर्तनीय डेल्टा फलन सम्मिलित होते हैं यदि b/a = n और 0 अन्यथा; तो किसी भी अपरिवर्तनीय फलन को लिखा जा सकता है।

अतः दो अपरिवर्तनीय डेल्टा फलन का गुणन है:

चूँकि एकमात्र गैर-शून्य पद c = na और b = mc = nma से आता है। इस प्रकार, हम को भेजकर समानीत आपतन बीजगणित से औपचारिक डिरिचलेट श्रृंखला के वलय तक समरूपता प्राप्त करते हैं ताकि f से मेल खाता हो।

इस प्रकार से आपतन बीजगणित जीटा फलन ζD(a,b) = 1 उत्कृष्ट रीमैन जीटा फलन से मेल खाता है, जिसमें पारस्परिक है, जहां संख्या सिद्धांत का उत्कृष्ट मोबियस फलन है। कई अन्य अंकगणितीय फलन समानीत आपतन बीजगणित के भीतर स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होते हैं, और समकक्ष रूप से डिरिचलेट श्रृंखला के संदर्भ में। उदाहरण के लिए, विभाजक फलन जीटा फलन का वर्ग है, उपरोक्त परिणाम का विशेष स्थिति कि अंतराल [x,y] में अवयवों की संख्या देता है; समतुल्यता,

विभाजक क्रमित समुच्चय की गुणन संरचना इसके मोबियस फलन की गणना की सुविधा प्रदान करती है। अतः अभाज्य संख्याओं में अद्वितीय गुणनखंडन से पता चलता है कि D एक अनंत कार्तीय गुणनफल के लिए समरूपी है, निर्देशांकवार तुलना द्वारा दिए गए क्रम के साथ: , जहाँ kवां अभाज्य है, इसके घातांक के अनुक्रम से मेल खाता है। अब D का मोबियस फलन कारक क्रमित समुच्चय के लिए मोबियस फलन का गुणन है, जिसकी गणना ऊपर दी गई है, जो उत्कृष्ट सूत्र देता है:

इस प्रकार से गुणन संरचना जीटा फलन के लिए उत्कृष्ट यूलर गुणन की भी व्याख्या करती है। D का जीटा फलन कारकों के जीटा फलन के कार्तीय गुणन से मेल खाता है, जिसकी गणना ऊपर के रूप में की गई है, ताकि जहां दाहिनी ओर कार्तीय गुणन है। अतः समरूपता को लागू करने से जो t को kवें कारक में भेजता है, हम सामान्य यूलर गुणन प्राप्त करते हैं।

यह भी देखे

साहित्य

1964 में प्रारंभ होने वाले जियान-कार्लो रोटा के कई लेखों में और बाद के कई संयोजनवादी द्वारा स्थानीय रूप से परिमित क्रमित समुच्चय के आपतन बीजगणित का इलाज किया गया था। रोटा का 1964 का लेख था:

  • Rota, Gian-Carlo (1964), "On the Foundations of Combinatorial Theory I: Theory of Möbius Functions", Zeitschrift für Wahrscheinlichkeitstheorie und Verwandte Gebiete, 2 (4): 340–368, doi:10.1007/BF00531932, S2CID 121334025
  • नाथन जैकबसन|n. जैकबसन, मूल बीजगणित। आई, डब्ल्यू. एच. फ्रीमैन एंड कंपनी, 1974। क्रमित समुच्चय्स पर मोबियस फलन के उपचार के लिए अनुभाग 8.6 देखें
  1. Kolegov, N. A.; Markova, O. V. (August 2019). "परिमित क्षेत्रों पर मैट्रिक्स आपतन बीजगणित के जेनरेटर की प्रणाली". Journal of Mathematical Sciences (in English). 240 (6): 783–798. doi:10.1007/s10958-019-04396-6. ISSN 1072-3374. S2CID 198443199.
  2. Peter Doubilet, Gian-Carlo Rota and Richard Stanley: On the Foundations of Combinatorics (VI): The Idea of Generating Function, Berkeley Symposium on Math. Statist. and Prob., Proc. Sixth Berkeley Symposium on Math. Statist. and Prob., Vol. 2 (Univ. of Calif. Press, 1972), 267-318, available online in open access

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