Schur polinomi - Schur polynomial

Yilda matematika, Schur polinomlarinomi bilan nomlangan Issai Shur, aniq nosimmetrik polinomlar yilda n indekslangan o'zgaruvchilar bo'limlar, bu umumlashtiradigan elementar nosimmetrik polinomlar va to'liq bir hil nosimmetrik polinomlar. Yilda vakillik nazariyasi ular polinomning belgilaridir qisqartirilmaydigan vakolatxonalar ning umumiy chiziqli guruhlar. Schur polinomlari a hosil qiladi chiziqli asos barcha nosimmetrik polinomlarning maydoni uchun. Schur polinomlarining har qanday hosilasi manfiy bo'lmagan integral koeffitsientlari bo'lgan Schur polinomlarining chiziqli kombinatsiyasi sifatida yozilishi mumkin; ushbu koeffitsientlarning qiymatlari kombinatorial tomonidan berilgan Littlewood-Richardson qoidasi. Umuman olganda, Schur polinomlarini burish juft qismlar bilan bog'langan va Schur polinomlariga o'xshash xususiyatlarga ega.

Ta'rif (Jakobining o'zgaruvchan formulasi)

Schur polinomlari indekslanadi butun sonli bo'limlar. Bo'lim berilgan λ = (λ1, λ2, …,λn), qayerda λ1λ2≥ … ≥ λnva har biri λj manfiy bo'lmagan tamsayı, funktsiyalar

bor o'zgaruvchan polinomlar xususiyatlari bo'yicha aniqlovchi. Agar polinom o'zgaruvchan bo'lsa, u har qanday belgi ostida belgini o'zgartirsa transpozitsiya o'zgaruvchilar.

Ular o'zgaruvchan bo'lgani uchun, ularning hammasi Vandermond determinanti,

Schur polinomlari nisbati sifatida aniqlanadi

deb nomlanuvchi ikki tomonlama formulalar Jakobining. Bu alohida holat Weyl belgilar formulasi.

Bu nosimmetrik funktsiya, chunki numerator va maxraj ikkalasi ham o'zgaruvchan, va ko'pburchak, chunki barcha o'zgaruvchan polinomlar Vandermonde determinantiga bo'linadi.

Xususiyatlari

Darajasi d Schur polinomlari n o'zgaruvchilar bir hil darajadagi makon uchun chiziqli asosdir d nosimmetrik polinomlar n o'zgaruvchilar. Bo'lim uchun λ = (λ1, λ2, ..., λn), Schur polinomasi monomiallarning yig'indisi,

bu erda barcha semistandard bo'yicha yig'indilar Yosh stol T shakl λ. Eksponentlar t1, ..., tn vaznini bering T, boshqacha qilib aytganda har biri tmen raqamning paydo bo'lishini hisoblaydi men yilda T. Dan ta'rifga teng ekanligini ko'rsatish mumkin birinchi Giambelli formulasi yordamida Lindström-Gessel-Viennot lemmasi (ushbu sahifada ko'rsatilganidek).

Schur polinomlarini chiziqli birikmalar sifatida ifodalash mumkin monomial nosimmetrik funktsiyalar mm manfiy bo'lmagan tamsayı koeffitsientlari bilan Kλm deb nomlangan Kostka raqamlari,

Kostka raqamlari Kλm Yarim standart shakldagi yosh jadvallar soni bilan berilgan λ va vazn m.

Jakobi − Trudi shaxsi

The birinchi Jakobi − Trudi formulasi Schur polinomini ning determinantin shartlari sifatida ifodalaydi to'liq bir hil nosimmetrik polinomlar,

[1]

qayerda hmen := s(men).

The ikkinchi Jakobi-Trudi formulasi Schur polinomini belgilaydigan narsa sifatida ifodalaydi elementar nosimmetrik polinomlar,

[2]

qayerda emen := s(1men).va λ ' uchun konjuge qism λ.

Ushbu ikkita formulalar sifatida tanilgan determinantal identifikatorlar.

Giambelli kimligi

Yana bir determinantal o'ziga xoslik Giambelli formulasi, bu o'zboshimchalik bilan bo'linish uchun Schur funktsiyasini uchun kanca bo'limlari Yosh diagrammada mavjud. Frobenius yozuvida bo'lim belgilanadi

qaerda, pozitsiyadagi har bir diagonal element uchun II, amen bir xil satrda o'ng tomonda joylashgan qutilar sonini va bmen xuddi shu ustunda uning ostidagi kataklar sonini bildiradi ( qo'l va oyoq navbati bilan).

The Giambelli identifikatori ushbu bo'limga mos keladigan Schur funktsiyasini determinant sifatida ifodalaydi

ilgak qismlar uchun.

Koshining o'ziga xosligi

Schur funktsiyalari uchun Koshi identifikatori (hozir cheksiz ko'p o'zgaruvchida) va uning ikkilik holati

va

bu erda barcha bo'limlar bo'yicha summa olinadi λva , ni belgilang to'liq nosimmetrik funktsiyalar va elementar nosimmetrik funktsiyalarnavbati bilan. Agar yig'indisi Schur polinomlari ko'paytmasidan olingan bo'lsa o'zgaruvchilar , yig'indiga faqat uzunlik bo'linmalari kiradi chunki aks holda Shur polinomlari yo'q bo'lib ketadi.

Nosimmetrik funktsiyalarning boshqa oilalari uchun ushbu o'ziga xosliklarning ko'plab umumlashtirilishi mavjud. Masalan, Makdonald polinomlari, Shubert polinomlari va Grotendik polinomlari Koshiga o'xshash identifikatsiyani tan olishadi.

Boshqa identifikatorlar

Schur polinomini formulaning ixtisoslashuvi orqali ham hisoblash mumkin Xoll - Littlewood polinomlari,

qayerda permutations subgroup shundaydir Barcha uchun menva w indekslarni almashtirish orqali o'zgaruvchilarga ta'sir qiladi.

Murnaghan − Nakayama qoidasi

The Murnaghan-Nakayama qoidasi Schur polinomlari bilan quvvat yig'indisi nosimmetrik funktsiyasi mahsulotini Schur polinomlari bilan ifodalaydi:

bu erda barcha bo'limlar bo'yicha summa m shu kabi m / λ kattalikdagi kanca r va ht (m / λ) diagrammadagi qatorlar soni m / λ.

Littvud-Richardson qoidasi va Pieri formulasi

The Littlewood-Richardson koeffitsientlari uchga bog'liq bo'limlar, demoq , ulardan va ko'paytirilayotgan Schur funktsiyalarini tavsiflang va bu chiziqli birikmada koeffitsient bo'lgan Schur funktsiyasini beradi; boshqacha qilib aytganda ular koeffitsientlardir shu kabi

Littvud-Richardson qoidalarida shunday deyilgan Littlewood-Richardson jadvallari soniga teng qiyshiq shakli va vazn .

Pieri formulasi mahsulotni ifodalaydigan Littlewood-Richardson qoidasining alohida hodisasidir Schur polinomlari bo'yicha. Ikkala versiya ifodalaydi Schur polinomlari bo'yicha.

Mutaxassisliklar

Schur polinomini baholash sλ yilda (1,1,...,1) Yarim standart shakldagi yosh jadvallarning sonini beradi λ yozuvlari bilan 1, 2, ..., n. Dan foydalanib, uni ko'rsatish mumkin Weyl belgilar formulasi masalan, bu

Ushbu formulada, λ, Young diagrammasining har bir satrining kengligini bildiruvchi naycha, uzunlikka ega bo'lguncha nollar bilan bevosita kengaytiriladi n. Elementlarning yig'indisi λmen bu d.Shuningdek Kanca uzunligi formulasi $ mathbb {F} $ uchun bir xil miqdorni hisoblab chiqadi.

Misol

Quyidagi kengaytirilgan misol ushbu fikrlarni aniqlashtirishga yordam beradi. Ishni ko'rib chiqing n = 3, d = 4. Ferrers diagrammalaridan yoki boshqa usullardan foydalanib, biz ko'pi bilan uchta qismga to'rtdan to'rtta bo'linma borligini aniqlaymiz. Bizda ... bor

va boshqalar, qaerda Vandermonde determinantidir . Xulosa:

Har bir hil daraja-to'rtta nosimmetrik polinom uchta o'zgaruvchida noyob bo'lishi mumkin chiziqli birikma bu to'rtta Schur polinomlaridan va bu kombinatsiyani yana a yordamida topish mumkin Gröbner asoslari tegishli o'chirish buyrug'i uchun. Masalan,

aniq to'rtinchi darajali bir hil bo'lgan nosimmetrik polinom va bizda mavjud

Vakillik nazariyasi bilan bog'liqlik

Schur polinomlari nosimmetrik guruhlarning vakillik nazariyasi, umumiy chiziqli guruhlar va unitar guruhlar. The Weyl belgilar formulasi Schur polinomlari umumiy chiziqli guruhlarning cheklangan o'lchovli kamaytirilmaydigan tasvirlarining belgilaridir va Schur ishini boshqa ixcham va yarim sodda narsalarga umumlashtirishga yordam beradi. Yolg'on guruhlar.

Ushbu munosabat uchun bir nechta iboralar paydo bo'ladi, eng muhimi Shur funktsiyalarining kengayishi sλ nosimmetrik quvvat funktsiyalari bo'yicha . Agar biz χ yozsakλ
r
λ bo'limi bilan indekslangan nosimmetrik guruhning vakili xarakteri uchun r bo'limi tomonidan indekslangan tsikl turi elementlarida baholanadi, keyin

bu erda r = (1r1, 2r2, 3r3, ...) r ning bo'linishini anglatadi rk uzunlik qismlari k.

Buning tasdig'ini R. Stenlining "Enumerative Combinatorics 2-jild, xulosa 7.17.5" da topish mumkin.

Χ butun sonlariλ
r
yordamida hisoblash mumkin Murnaghan-Nakayama qoidasi.

Schur pozitivligi

Vakillik nazariyasi bilan bog'liqligi sababli, Schur funktsiyalarida ijobiy kengayadigan nosimmetrik funktsiya alohida qiziqish uyg'otadi. Masalan, egri Schur funktsiyalari oddiy Schur funktsiyalarida ijobiy kengayadi va koeffitsientlar Littlewood-Richardson koeffitsientlari.

Buning o'ziga xos holati - bu bir hil nosimmetrik funktsiyalarning kengayishi hλ Schur funktsiyalarida.Bu dekompozitsiya permutatsiya modulining qanday qilib qisqartirilmaydigan ko'rinishga ajralishini aks ettiradi.

Schur pozitivligini isbotlash usullari

Berilgan nosimmetrik funktsiyaning Schur pozitivligini isbotlash uchun bir necha yondashuvlar mavjud F.Agar F kombinatorial tarzda tavsiflanadi, to'g'ridan-to'g'ri yondashuv yarim standartli Young tableaux bilan biektsiya hosil qilishdir. Edelman-Green yozishmalari va Robinson - Schensted - Knuth yozishmalari kabi biektsiyalarning namunalari.

Ko'proq tuzilishga ega bo'lgan biektsiya - bu shunday deb nomlangan dalil kristallar. Ushbu usul asosiy kombinatoriya ob'ektlarida mahalliy qoidalar bilan tavsiflangan ma'lum bir grafik tuzilishini belgilash sifatida tavsiflanishi mumkin.

Shunga o'xshash g'oya - ikkilangan ekvivalentlik tushunchasi. Ushbu yondashuvda grafik tuzilma ham qo'llaniladi, ammo kengayish vakili bo'lgan ob'ektlarda fundamental kvazimetrik asosda. Bu RSK-yozishmalar bilan chambarchas bog'liq.

Umumlashtirish

Skew Schur funktsiyalari

Skew Schur funktsiyalari sλ / m $ phi $ va $ m $ bo'linmalariga bog'liq va xususiyat bilan belgilanishi mumkin

Bu erda ichki mahsulot Hall ichki mahsulotidir, buning uchun Schur polinomlari ortonormal asosni tashkil qiladi.

Oddiy Schur polinomlariga o'xshash, ularni hisoblashning ko'plab usullari mavjud. Tegishli Jacobi-Trudi identifikatorlari

Shur polinomlarining qiyshiq kombinatorial talqini ham mavjud, ya'ni bu qiyshiq shakldagi barcha yarim standart yosh jadvallar (yoki ustunli qat'iy jadvallar) bo'yicha yig'indidir. .

Shur polinomlari qiyshaygan Schur polinomlarida ijobiy kengayadi. Koeffitsientlar uchun qoida Littlewood-Richardson qoidasi.

Ikki marta Schur polinomlari

Ikkita Schur polinomlari[3] siljigan Shur polinomlarini umumlashtirish sifatida qaralishi mumkin. Ushbu polinomlar Schur polinomlari bilan ham chambarchas bog'liq λva ketma-ketlik a1, a2,…Schur juft polinomini aniqlash mumkin sλ(x || a) kabi

bu erda summa hammasi olinadi teskari yarim standart "Young tableaux" T shakl λva butun sonli yozuvlar 1,…,n. Bu yerda T(a) qutidagi qiymatni bildiradi a yilda T va c (a) qutining mazmuni.

Littlewood-Richardson koeffitsientlari uchun kombinatorial qoida (ketma-ketlikka qarab) a), A.I.Molev tomonidan berilgan.[3] Xususan, bu o'zgargan Schur polinomlari salbiy bo'lmagan Littlewood-Richardson koeffitsientlariga ega ekanligini anglatadi.

The siljigan Shur polinomlari, s*λ(y) , ixtisoslashish orqali er-xotin Schur polinomlaridan olish mumkin amen=-men va ymen=xmen+ men.

Ikkita Schur polinomlari ikkilikning alohida holatlari Shubert polinomlari.

Factorial Schur polinomlari

Schur faktorial polinomlari quyidagicha ta'riflanishi mumkin: $ phi $ bo'limi va ikki baravar cheksiz ketma-ketligi berilgan ...,a−1, a0, a1, ... faktorial Schur polinomini aniqlash mumkin sλ(x|a) kabi

bu erda summa barcha yarim standart Young jadvallari bo'yicha olinadi T shape shakli va butun sonli yozuvlar, 1,…,n. Bu yerda T(a) a ichidagi katakchadagi qiymatni bildiradi T va c (a) qutining mazmuni.

Shuningdek, determinant formulasi mavjud,

qayerda (y|a)k = (y-a1)... (y-ak). Agar ruxsat bersak, aniq amen= 0 hamma uchun men, biz odatdagi Schur polinomini tiklaymiz sλ.

Schur juft polinomlari va in faktorial Schur polinomlari n o'zgaruvchilar identifikator orqali bog'liq sλ(x||a) = sλ(x|siz) qayerda an-i + 1 = sizmen.

Boshqa umumlashmalar

Schur polinomlarining ko'plab umumlashtirilishi mavjud:

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  • Makdonald, I. G. (1995). Nosimmetrik funktsiyalar va Hall polinomlari. Oksford matematik monografiyalari (2-nashr). Clarendon Press Oksford universiteti matbuoti. ISBN  978-0-19-853489-1. JANOB  1354144. Arxivlandi asl nusxasi 2012-12-11.
  • Sagan, Bryus E. (2001) [1994], "Algebraik kombinatorikada Schur funktsiyalari", Matematika entsiklopediyasi, EMS Press
  • Sturmfels, Bernd (1993). O'zgarmas nazariyadagi algoritmlar. Nyu-York: Springer. ISBN  978-0-387-82445-1.
  1. ^ A.5 formulasi Fulton, Uilyam; Xarris, Jou (1991). Vakillik nazariyasi. Birinchi kurs. Matematikadan aspirantura matnlari, Matematikadan o'qishlar. 129. Nyu-York: Springer-Verlag. doi:10.1007/978-1-4612-0979-9. ISBN  978-0-387-97495-8. JANOB  1153249. OCLC  246650103.
  2. ^ Formula A.6 in Fulton, Uilyam; Xarris, Jou (1991). Vakillik nazariyasi. Birinchi kurs. Matematikadan aspirantura matnlari, Matematikadan o'qishlar. 129. Nyu-York: Springer-Verlag. doi:10.1007/978-1-4612-0979-9. ISBN  978-0-387-97495-8. JANOB  1153249. OCLC  246650103.
  3. ^ a b Molev, A.I. (Iyun 2009). "Littlewood-Richardson polinomlari". Algebra jurnali. 321 (11): 3450–3468. arXiv:0704.0065. doi:10.1016 / j.jalgebra.2008.02.034.