Шур полиномы - Schur polynomial

Жылы математика, Шур көпмүшелері, атындағы Иссай Шур, сенімді симметриялы көпмүшелер жылы n индекстелетін айнымалылар бөлімдер, бұл жалпылау қарапайым симметриялық көпмүшелер және толық біртекті симметриялық көпмүшелер. Жылы ұсыну теориясы олар көпмүшенің таңбалары қысқартылмайтын өкілдіктер туралы жалпы сызықтық топтар. Шур көпмүшелері а сызықтық негіз барлық симметриялық көпмүшелердің кеңістігі үшін. Шур полиномдарының кез-келген көбейтіндісін теріс емес интегралдық коэффициенттері бар Шур көпмүшеліктерінің сызықтық комбинациясы түрінде жазуға болады; осы коэффициенттердің мәндерін комбинаторлы түрде Литтвуд-Ричардсон ережесі. Жалпы, Schur көпмүшелерін бұру бөлімдердің жұптарымен байланысты және Schur көпмүшеліктеріне ұқсас қасиеттерге ие.

Анықтама (Якобидің екіжақты формуласы)

Шур көпмүшелері индекстеледі бүтін бөлімдер. Бөлім берілген λ = (λ1, λ2, …,λn), қайда λ1λ2≥ … ≥ λnжәне әрқайсысы λj теріс емес бүтін сан, функциялары

болып табылады ауыспалы көпмүшелер қасиеттері бойынша анықтауыш. Көпмүше кез-келгеннің астында таңбаны өзгертсе, ауысып отырады транспозиция айнымалылар.

Олар ауыспалы болғандықтан, олардың барлығы Вандермонд детерминанты,

Шур көпмүшелері қатынас ретінде анықталады

деп аталатын екіжақты формула Якоби. Бұл ерекше жағдай Вейл символының формуласы.

Бұл симметриялы функция, өйткені бөлгіш пен бөлгіш бір-бірімен ауысады, ал көпмүшелік, өйткені барлық ауыспалы көпмүшелер Вандермондалық детерминантқа бөлінеді.

Қасиеттері

Дәрежесі г. Шур көпмүшелері n айнымалылар біртекті дәреже кеңістігінің сызықтық негізі болып табылады г. симметриялы көпмүшелер n айнымалылар. Бөлім үшін λ = (λ1, λ2, ..., λn), Шур көпмүшесі - мономалдардың қосындысы,

мұнда жиынтық барлық семестрлықта аяқталады Жас үстелдер Т пішін λ. Экспоненттер т1, ..., тn салмағын беріңіз Т, басқаша айтқанда әрқайсысы тмен санның пайда болуын есептейді мен жылы Т. Мұны анықтамаға балама ретінде көрсетуге болады бірінші Giambelli формуласы пайдаланып Линдстрем-Гессель-Вено леммасы (сол бетте көрсетілгендей).

Шур полиномын сызықтық комбинация түрінде өрнектеуге болады мономиялық симметриялық функциялар мμ теріс емес бүтін коэффициенттермен Қλμ деп аталады Костка сандары,

Костка сандары Қλμ формаларының жартылай стандартты жас кестелерінің саны бойынша берілген λ және салмақ μ.

Якоби − Труди сәйкестілігі

The бірінші Якоби − Труди формуласы Шур көпмүшесін детерминантин мүшелері ретінде өрнектейді толық біртекті симметриялық көпмүшелер,

[1]

қайда сағмен := с(мен).

The екінші Якоби-Труди формуласы тұрғысынан анықтаушы ретінде Шур полиномын білдіреді қарапайым симметриялық көпмүшелер,

[2]

қайда eмен := с(1мен).және λ ' - конъюгаталық бөлім λ.

Бұл екі формула ретінде белгілі детерминантты сәйкестілік.

Джамбелли идентификациясы

Тағы бір детерминанттық сәйкестік Джамбелли формуласы, бұл ерікті бөлім үшін Schur функциясын, үшін шарттарымен өрнектейді ілмекті бөлімдер Жас диаграммада қамтылған. Фробениустың белгілеуінде бөлім белгіленеді

мұндағы, позициядағы әр диагональды элемент үшін II, амен сол жақтағы оң жақтағы қораптардың санын және бмен сол бағандағы астындағы қораптардың санын білдіреді ( қол және аяғы сәйкесінше).

The Giambelli сәйкестігі осы бөлімге сәйкес келетін Шур функциясын детерминант ретінде білдіреді

ілгекті бөлімдерге арналған.

Коши идентификациясы

Шур функцияларына арналған Коши сәйкестігі (қазір шексіз көптеген айнымалыларда) және оның қосарланған күйі

және

онда барлық бөлімдер бойынша сома алынады λ, және , белгілеу толық симметриялық функциялар және қарапайым симметриялық функцияларсәйкесінше. Егер қосынды Шур көпмүшелерінің көбейтіндісі бойынша алынса айнымалылар , қосындыға тек ұзындық бөлімдері ғана кіреді өйткені әйтпесе Шур көпмүшелері жоғалады.

Бұл сәйкестіліктің басқа симметриялы функциялардың жалпыламалары көп. Мысалы, Макдональд көпмүшелері, Шуберт полиномдары және Гротендиек көпмүшелері Коши тәрізді сәйкестікті мойындайды.

Әрі қарай сәйкестілік

Шур полиномын формуланы мамандандыру арқылы да есептеуге болады Холл - Литтвуд көпмүшелері,

қайда ауыстырудың кіші тобы болып табылады барлығына мен, және w индекстерді ауыстыру арқылы айнымалыларға әсер етеді.

Мурнаган − Накаяма ережесі

The Мурнаган - Накаяма ережесі симметриялы функцияның қосындысының көбейтіндісін Schur көпмүшесі арқылы, Schur көпмүшеліктерімен өрнектейді:

мұндағы сома барлық бөлімдерден асып түседі μ осындай μ / λ - өлшемді ілмек р және ht (μ / λ) - сызбадағы жолдар саны μ / λ.

Литтвуд-Ричардсон ережесі және Пиери формуласы

The Литтлвуд-Ричардсон коэффициенттері үшке байланысты бөлімдер, айт , оның ішінде және көбейтілген Шур функцияларын сипаттаңыз және бұл сызықтық комбинациядағы коэффициент болатын Шур функциясын береді; басқаша айтқанда олар коэффициенттер осындай

Литтвуд-Ричардсон ережесінде бұл туралы айтылады Литтвуд-Ричардсон кестесінің санына тең қиғаш пішін және салмақ .

Пиери формуласы туындысын білдіретін Литтвуд-Ричардсон ережесінің ерекше жағдайы Шур көпмүшелері тұрғысынан. Қос нұсқасы білдіреді Шур көпмүшелері тұрғысынан.

Мамандану

Шур көпмүшесін бағалау сλ жылы (1,1,...,1) жартылай стандартты жас кестенің санын береді λ жазбалармен 1, 2, ..., n. Көмегімен пайдалануға болады Вейл символының формуласы мысалы, сол

Осы формулада, λ, Янг диаграммасының әр жолының енін көрсететін кортеж нөлге ұзын болғанша жанама түрде кеңейтіледі n. Элементтердің қосындысы λмен болып табылады г..Қараңыз Ілмек ұзындығының формуласы ол fixed үшін бірдей мөлшерді есептейді.

Мысал

Келесі кеңейтілген мысал осы идеяларды нақтылауға көмектеседі. Істі қарастырайық n = 3, г. = 4. Ferrers диаграммаларын немесе басқа әдісті қолдана отырып, біз 4-тен төрт бөліктің ең көп дегенде үш бөлікке бөлінетінін анықтаймыз. Бізде бар

және т.б., қайда Вандермондтың детерминанты болып табылады . Қорытындылау:

Әрбір біртекті дәреже-төрт симметриялы үш айнымалы көпмүшені ерекше деп көрсетуге болады сызықтық комбинация Осы төрт Schur көпмүшелерінің бірі, және бұл тіркесімді тағы да табуға болады Gröbner негізі тиісті жою туралы бұйрық үшін. Мысалға,

төртінші дәрежелі біртектес симметриялы көпмүшелік, және бізде бар

Репрезентация теориясымен байланыс

Шур көпмүшелері симметриялық топтардың бейнелеу теориясы, жалпы сызықтық топтар, және унитарлық топтар. The Вейл символының формуласы Шур полиномдары жалпы сызықтық топтардың ақырлы азайтылмайтын көріністерінің кейіпкерлері екендігін білдіреді және Шур жұмысын басқа ықшам және жартылай қарапайым жалпылауға көмектеседі Өтірік топтар.

Бұл қатынас үшін бірнеше өрнектер туындайды, олардың ең маңыздыларының бірі - Шур функциясының кеңеюі сλ симметриялық қуат функциялары тұрғысынан . Егер біз write деп жазсақλ
ρ
ρ бөлімі арқылы индекстелген цикл түрінің элементтерінде бағаланатын met бөлімі арқылы индекстелген симметриялы топтың өкілдігінің сипаты үшін

мұндағы ρ = (1р1, 2р2, 3р3, ...) ρ бар екенін білдіреді рк ұзындық бөліктері к.

Мұның дәлелі ретінде Р.Стэнлидің санауыш комбинаторикасы 2-томынан, қорытынды 7.17.5-тен алуға болады.

Бүтін сандар χλ
ρ
көмегімен есептеуге болады Мурнаган - Накаяма ережесі.

Schur позитивтілігі

Көрнекілік теориясымен байланысты болғандықтан, Шур функцияларында оң жаққа кеңейетін симметриялық функция ерекше қызығушылық тудырады. Мысалы, қисық Schur функциялары қарапайым Schur функцияларында жағымды түрде кеңейеді, ал коэффициенттер - Литтлвуд-Ричардсон коэффициенттері.

Мұның ерекше жағдайы - толық біртекті симметриялық функциялардың кеңеюі сағλ Schur функцияларында. Бұл декомпозиция пермутация модулінің қысқартылмайтын көріністерге қалай ыдырайтындығын көрсетеді.

Шурдың позитивтілігін дәлелдеу әдістері

Берілген симметриялық функцияның Шур позитивтілігін дәлелдеуге бірнеше тәсілдер бар F.Егер F комбинаторлы түрде сипатталған, тікелей тәсіл - жартылай стандартты Янг кестелерімен биекция жасау. Эдельман - Жасыл сәйкестік және Робинзон-Шенстед-Кнут хат-хабарлары осындай биекциялардың мысалдары болып табылады.

Үлкен құрылымды биекция деп аталатынды дәлелдейді кристалдар. Бұл әдісті негізгі комбинаторлық нысандардағы жергілікті ережелермен сипатталған белгілі бір графикалық құрылымды анықтау ретінде сипаттауға болады.

Осыған ұқсас идея - қос эквиваленттілік ұғымы. Бұл тәсілде графикалық құрылым қолданылады, бірақ кеңеюді бейнелейтін объектілерде фундаменталды квазиметриялық негізде. Бұл РСК-корреспонденциямен тығыз байланысты.

Жалпылау

Skew Schur функциялары

Skew Schur функциялары сλ / μ λ және μ екі бөлімдерге тәуелді және қасиетімен анықталуы мүмкін

Мұнда ішкі өнім Hall ішкі өнімі болып табылады, ол үшін Schur көпмүшелері ортонормальды негіз құрайды.

Кәдімгі Шур полиномына ұқсас, оларды есептеудің көптеген тәсілдері бар. Сәйкес келетін Жакоби-Труди идентификациясы

Schur полиномдарының қисаюының комбинаторлық интерпретациясы да бар, яғни бұл қисаю формасының барлық жартылай стандартты жас кестелеріне (немесе баған қатаң кестелеріне) қосынды. .

Қисық Шур көпмүшелері Шур көпмүшелерінде оңға кеңейеді. Коэффициенттерге арналған ереже Литтвуд-Ричардсон ережесі.

Қос Шур көпмүшелері

Шурдың қос көпмүшелері[3] ығысқан Шур көпмүшелерін жалпылау ретінде қарастыруға болады. Бұл көпмүшелер Schur полиномдарымен де тығыз байланысты λжәне бірізділік а1, а2,…Schur қос полиномын анықтауға болады сλ(х || а) сияқты

онда сома бәріне бірдей қабылданады кері жартылай стандартты жас кесте Т пішін λ, және бүтін енгізулер 1,…,n. Мұнда Т(α) ұяшықтағы мәнді білдіреді α жылы Т және c (α) қораптың мазмұны.

Литтлвуд-Ричардсон коэффициенттері үшін комбинаторлық ереже (реттілікке байланысты) а), А.И.Молев берген.[3] Атап айтқанда, бұл ығысқан Шур полиномдарының теріс емес Литтвуд-Ричардсон коэффициенттері бар екенін білдіреді.

The ауысқан Шур көпмүшелері, с*λ(ж) , мамандандыру арқылы қосарлы Шур көпмүшелерінен алуға болады амен=-мен және жмен=хмен+ мен.

Қос Шур көпмүшелері - бұл екі еселенудің ерекше жағдайлары Шуберт көпмүшелері.

Факторлық Шур көпмүшелері

Шур факторлық полиномдары келесідей анықталуы мүмкін: λ бөлімі және екі еселенген шексіз тізбегі берілген…,а−1, а0, а1,… Фактуралық Шур полиномын анықтауға болады сλ(х|а) сияқты

онда сома барлық жартылай стандартты Жас кестелер бойынша алынады Т shape кескіні және 1,…, бүтін сандық жазбаларn. Мұнда Т(α) α in ұяшығындағы мәнді білдіреді Т және c (α) - қораптың мазмұны.

Анықтаушы формула да бар,

қайда (ж|а)к = (ж-а1)... (ж-ак). Егер рұқсат етсек, түсінікті амен= 0 барлығы үшін мен, біз әдеттегі Шур көпмүшесін қалпына келтіреміз сλ.

Шурдың қос полиномдары және факторлы Шур көпмүшеліктері n айнымалылар сәйкестікке байланысты сλ(х||а) = сλ(х|сен) қайда аn-i + 1 = сенмен.

Басқа жалпылау

Шур полиномдарының көптеген жалпыламалары бар:

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  • Макдональд, I. Г. (1995). Симметриялық функциялар және Холл көпмүшелері. Оксфордтың математикалық монографиялары (2-ші басылым). Кларендон Пресс Оксфорд университетінің баспасы. ISBN  978-0-19-853489-1. МЫРЗА  1354144. Архивтелген түпнұсқа 2012-12-11.
  • Саган, Брюс Е. (2001) [1994], «Шур алгебралық комбинаторикадағы функциялар», Математика энциклопедиясы, EMS Press
  • Штурмфельс, Бернд (1993). Инвариантты теориядағы алгоритмдер. Нью-Йорк: Спрингер. ISBN  978-0-387-82445-1.
  1. ^ A.5 формуласы Фултон, Уильям; Харрис, Джо (1991). Өкілдік теориясы. Бірінші курс. Математика бойынша магистратура мәтіндері, Математика оқулары. 129. Нью-Йорк: Спрингер-Верлаг. дои:10.1007/978-1-4612-0979-9. ISBN  978-0-387-97495-8. МЫРЗА  1153249. OCLC  246650103.
  2. ^ A.6 формуласы Фултон, Уильям; Харрис, Джо (1991). Өкілдік теориясы. Бірінші курс. Математика бойынша магистратура мәтіндері, Математика оқулары. 129. Нью-Йорк: Спрингер-Верлаг. дои:10.1007/978-1-4612-0979-9. ISBN  978-0-387-97495-8. МЫРЗА  1153249. OCLC  246650103.
  3. ^ а б Молев, А.И. (Маусым 2009). «Литтлвуд-Ричардсон көпмүшелері». Алгебра журналы. 321 (11): 3450–3468. arXiv:0704.0065. дои:10.1016 / j.jalgebra.2008.02.034.