Πίνακας τζάκετ
Στα μαθηματικά , ένας πίνακας τζάκετ [ 1] [ 2] είναι ένας τετραγωνικός συμμετρικός πίνακας .
A
=
(
a
i
j
)
{\displaystyle A=(a_{ij})}
τάξης n αν οι καταχωρήσεις του είναι μη μηδενικές και πραγματικός , μιγαδικός , ή από ένα πεπερασμένο σώμα , και
Ιεραρχία τύπων πινάκων
A
B
=
B
A
=
I
n
{\displaystyle \ AB=BA=I_{n}}
όπου I n είναι ο ταυτοτικός πίνακας , και
B
=
1
n
(
a
i
j
− − -->
1
)
T
.
{\displaystyle \ B={1 \over n}(a_{ij}^{-1})^{T}.}
όπου T δηλώνει την ανάστροφη του πίνακα.
Με άλλα λόγια, ο αντίστροφος ενός πίνακα τζάκετ καθορίζεται από τον αντίστροφο κατά στοιχείο ή κατά μπλοκ. Ο παραπάνω ορισμός μπορεί επίσης να εκφραστεί ως εξής:
∀ ∀ -->
u
,
v
∈ ∈ -->
{
1
,
2
,
… … -->
,
n
}
:
a
i
u
,
a
i
v
≠ ≠ -->
0
,
∑ ∑ -->
i
=
1
n
a
i
u
− − -->
1
a
i
v
=
{
n
,
u
=
v
0
,
u
≠ ≠ -->
v
{\displaystyle \forall u,v\in \{1,2,\dots ,n\}:~a_{iu},a_{iv}\neq 0,~~~~\sum _{i=1}^{n}a_{iu}^{-1}\,a_{iv}={\begin{cases}n,&u=v\\0,&u\neq v\end{cases}}}
Ο πίνακας τζάκετ είναι μια γενίκευση του πίνακα Ανταμάρ [ 3] - είναι ένας διαγώνιος αντίστροφος πίνακας κατά μπλοκ[ 4] .
Κίνητρα
n
.... −2, −1, 0 1, 2,.....
λογάριθμος
2n
....
1
4
,
1
2
,
{\displaystyle \ {1 \over 4},{1 \over 2},}
1, 2, 4, ...
σειρές
Όπως φαίνεται στον πίνακα, δηλαδή στη σειρά, όπως παραδείγματος χάριν με n =2, προς τα εμπρός:
2
2
=
4
{\displaystyle 2^{2}=4}
, αντίστροφη :
(
2
2
)
− − -->
1
=
1
4
{\displaystyle (2^{2})^{-1}={1 \over 4}}
, τότε,
4
∗ ∗ -->
1
4
=
1
{\displaystyle 4*{1 \over 4}=1}
. Δηλαδή, υπάρχει ένα αντίστροφο ανά στοιχείο.
Παράδειγμα 1.
A
=
[
1
1
1
1
1
− − -->
2
2
− − -->
1
1
2
− − -->
2
− − -->
1
1
− − -->
1
− − -->
1
1
]
,
{\displaystyle A=\left[{\begin{array}{rrrr}1&1&1&1\\1&-2&2&-1\\1&2&-2&-1\\1&-1&-1&1\\\end{array}}\right],}
:
B
=
1
4
[
1
1
1
1
1
− − -->
1
2
1
2
− − -->
1
1
1
2
− − -->
1
2
− − -->
1
1
− − -->
1
− − -->
1
1
]
.
{\displaystyle B={1 \over 4}\left[{\begin{array}{rrrr}1&1&1&1\\[6pt]1&-{1 \over 2}&{1 \over 2}&-1\\[6pt]1&{1 \over 2}&-{1 \over 2}&-1\\[6pt]1&-1&-1&1\\[6pt]\end{array}}\right].}
ή γενικότερα
A
=
[
a
b
b
a
b
− − -->
c
c
− − -->
b
b
c
− − -->
c
− − -->
b
a
− − -->
b
− − -->
b
a
]
,
{\displaystyle A=\left[{\begin{array}{rrrr}a&b&b&a\\b&-c&c&-b\\b&c&-c&-b\\a&-b&-b&a\end{array}}\right],}
:
B
=
1
4
[
1
a
1
b
1
b
1
a
1
b
− − -->
1
c
1
c
− − -->
1
b
1
b
1
c
− − -->
1
c
− − -->
1
b
1
a
− − -->
1
b
− − -->
1
b
1
a
]
,
{\displaystyle B={1 \over 4}\left[{\begin{array}{rrrr}{1 \over a}&{1 \over b}&{1 \over b}&{1 \over a}\\[6pt]{1 \over b}&-{1 \over c}&{1 \over c}&-{1 \over b}\\[6pt]{1 \over b}&{1 \over c}&-{1 \over c}&-{1 \over b}\\[6pt]{1 \over a}&-{1 \over b}&-{1 \over b}&{1 \over a}\end{array}}\right],}
Παράδειγμα 2.
Για πίνακες m x m,
A
j
,
{\displaystyle \mathbf {A_{j}} ,}
A
j
=
d
i
a
g
(
A
1
,
A
2
,
.
.
A
n
)
{\displaystyle \mathbf {A_{j}} =\mathrm {diag} (A_{1},A_{2},..A_{n})}
συμβολίζει έναν διαγώνιο πίνακα Τζάκετ mn x mn με διαγώνιο σύνθετο.
J
4
=
[
I
2
0
0
0
0
cos
-->
θ θ -->
− − -->
sin
-->
θ θ -->
0
0
sin
-->
θ θ -->
cos
-->
θ θ -->
0
0
0
0
I
2
]
,
{\displaystyle J_{4}=\left[{\begin{array}{rrrr}I_{2}&0&0&0\\0&\cos \theta &-\sin \theta &0\\0&\sin \theta &\cos \theta &0\\0&0&0&I_{2}\end{array}}\right],}
J
4
T
J
4
=
J
4
J
4
T
=
I
4
.
{\displaystyle \ J_{4}^{T}J_{4}=J_{4}J_{4}^{T}=I_{4}.}
Παράδειγμα 3.
Τύπος του Όιλερ :[ 5]
e
i
π π -->
+
1
=
0
{\displaystyle e^{i\pi }+1=0}
,
e
i
π π -->
=
cos
-->
π π -->
+
i
sin
-->
π π -->
=
− − -->
1
{\displaystyle e^{i\pi }=\cos {\pi }+i\sin {\pi }=-1}
and
e
− − -->
i
π π -->
=
cos
-->
π π -->
− − -->
i
sin
-->
π π -->
=
− − -->
1
{\displaystyle e^{-i\pi }=\cos {\pi }-i\sin {\pi }=-1}
.
Ως εκ τούτου,
e
i
π π -->
e
− − -->
i
π π -->
=
(
− − -->
1
)
(
1
− − -->
1
)
=
1
{\displaystyle e^{i\pi }e^{-i\pi }=(-1)({\frac {1}{-1}})=1}
.
Επιπλέον,
y
=
e
x
{\displaystyle y=e^{x}}
d
y
d
x
=
e
x
{\displaystyle {\frac {dy}{dx}}=e^{x}}
,
d
y
d
x
d
x
d
y
=
e
x
1
e
x
=
1
{\displaystyle {\frac {dy}{dx}}{\frac {dx}{dy}}=e^{x}{\frac {1}{e^{x}}}=1}
.
Τέλος,
A ·B = B ·A = I
Παράδειγμα 4.
Ας θεωρήσουμε ότι
[
A
]
N
{\displaystyle [\mathbf {A} ]_{N}}
είναι 2x2 πίνακες μπλοκ τάξης
N
=
2
p
{\displaystyle N=2p}
.
[
A
]
N
=
[
A
0
A
1
A
1
A
0
]
,
{\displaystyle [\mathbf {A} ]_{N}=\left[{\begin{array}{rrrr}\mathbf {A} _{0}&\mathbf {A} _{1}\\\mathbf {A} _{1}&\mathbf {A} _{0}\\\end{array}}\right],}
.
Αν
[
A
0
]
p
{\displaystyle [\mathbf {A} _{0}]_{p}}
και
[
A
1
]
p
{\displaystyle [\mathbf {A} _{1}]_{p}}
είναι πίνακες pxp Τζάκετ, τότε ο
[
A
]
N
{\displaystyle [A]_{N}}
είναι κυκλικοτερής σύνθετος πίνακας αν και μόνο αν
A
0
A
1
r
t
+
A
1
r
t
A
0
{\displaystyle \mathbf {A} _{0}\mathbf {A} _{1}^{rt}+\mathbf {A} _{1}^{rt}\mathbf {A} _{0}}
, όπου rt συμβολίζει την ανάστροφη μεταφορά.
Παράδειγμα 5.
Έστω
A
0
=
[
− − -->
1
1
1
1
]
,
{\displaystyle \mathbf {A} _{0}=\left[{\begin{array}{rrrr}-1&1\\1&1\\\end{array}}\right],}
και
A
1
=
[
− − -->
1
− − -->
1
− − -->
1
1
]
,
{\displaystyle \mathbf {A} _{1}=\left[{\begin{array}{rrrr}-1&-1\\-1&1\\\end{array}}\right],}
, τότε ο πίνακας
[
A
]
N
{\displaystyle [\mathbf {A} ]_{N}}
δίνεται από τη σχέση
[
A
]
4
=
[
A
0
A
1
A
0
A
1
]
=
[
− − -->
1
1
− − -->
1
− − -->
1
1
1
− − -->
1
1
− − -->
1
1
− − -->
1
− − -->
1
1
1
− − -->
1
1
]
,
{\displaystyle [\mathbf {A} ]_{4}=\left[{\begin{array}{rrrr}\mathbf {A} _{0}&\mathbf {A} _{1}\\\mathbf {A} _{0}&\mathbf {A} _{1}\\\end{array}}\right]=\left[{\begin{array}{rrrr}-1&1&-1&-1\\1&1&-1&1\\-1&1&-1&-1\\1&1&-1&1\\\end{array}}\right],}
,
[
A
]
4
{\displaystyle [\mathbf {A} ]_{4}}
⇒
[
U
C
A
G
]
T
⊗ ⊗ -->
[
U
C
A
G
]
⊗ ⊗ -->
[
U
C
A
G
]
T
,
{\displaystyle \left[{\begin{array}{rrrr}U&C&A&G\\\end{array}}\right]^{T}\otimes \left[{\begin{array}{rrrr}U&C&A&G\\\end{array}}\right]\otimes \left[{\begin{array}{rrrr}U&C&A&G\\\end{array}}\right]^{T},}
όπου U , C , A , G δηλώνει την ποσότητα των νουκλεοβασών του DNA και ο πίνακας
[
A
]
4
{\displaystyle [\mathbf {A} ]_{4}}
είναι ο κυκλικοτερής σύνθετος πίνακας Τζάκετ που οδηγεί στην αρχή του Ανταγωνισμού με τον πίνακα του Γενετικού Κώδικα Νίρενμπεργκ[ 6] .
Δημοσιεύσεις
Μαυρογιάννης, Ν. Σ. (Μαΐου 2016). «Μία εισαγωγή στους μιγαδικούς αριθμούς» . Εκθέτης Φύλλα Μαθηματικής Παιδείας (16): 1-8. http://ekthetis.gr/Ekthetis016.pdf .
Bronshtein, I. N.· Semendyayev, K. A. (29 Ιουνίου 2013). Handbook of Mathematics . Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-662-21982-9 .
Belevitch V (1950). «Theory of 2n -terminal networks with applications to conference telephony». Electrical Communication 27 : 231–244.
Goethals J.M., Seidel J.J. (1967). «Orthogonal matrices with zero diagonal» . Canadian Journal of Mathematics 19 : 1001–1010. doi :10.4153/cjm-1967-091-8 . https://archive.org/details/sim_canadian-journal-of-mathematics_1967_19_5/page/1001 .
Bressoud, David M. , Proofs and Confirmations: The Story of the Alternating Sign Matrix Conjecture , MAA Spectrum, Mathematical Associations of America, Washington, D.C., 1999.(ISBN 978-0521666466 )
Bressoud, David M. and Propp, James, How the alternating sign matrix conjecture was solved , Notices of the American Mathematical Society , 46 (1999), 637–646.
Nahin, Paul J. (2006). Dr. Euler's Fabulous Formula: Cures Many Mathematical Ills . Princeton University Press. ISBN 978-0-691-11822-2 .
Wilson, Robin (2018). Euler's Pioneering Equation: The Most Beautiful Theorem in Mathematics . Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-879492-9 . MR 3791469 .
Cheng, T.-P.· Li, L.-F. (1983). Gauge Theory of Elementary Particle Physics . Oxford University Press . ISBN 0-19-851961-3 .
Georgi, H. (1999). Lie Algebras in Particle Physics (2nd έκδοση). Westview Press . ISBN 978-0-7382-0233-4 .
Arfken, G. B.· Weber, H. J.· Harris, F. E. (2000). Mathematical Methods for Physicists (7th έκδοση). ω . ISBN 978-0-12-384654-9 .
Kokkedee, J. J. J. (1969). The Quark Model . W. A. Benjamin . LCCN 69014391 .
Δείτε επίσης
Εξωτερικοί σύνδεσμοι
Παραπομπές
↑ Gunsel, Bilge· Jain, Anil (4 Σεπτεμβρίου 2006). Multimedia Content Representation, Classification and Security: International Workshop, MRCS 2006, Istanbul, Turkey, September 11-13, 2006, Proceedings . Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-540-39392-4 .
↑ «M.H. Lee, The Center Weighted Hadamard Transform, IEEE Trans.1989» (PDF) .
↑ Hedayat, A.; Wallis, W. D. (1978-11). «Hadamard Matrices and Their Applications» . The Annals of Statistics 6 (6): 1184–1238. doi :10.1214/aos/1176344370 . ISSN 0090-5364 . https://projecteuclid.org/journals/annals-of-statistics/volume-6/issue-6/Hadamard-Matrices-and-Their-Applications/10.1214/aos/1176344370.full .
↑ «Inverses of 2 × 2 Block Matrices» (PDF) .
↑ «Jacket Matrices - Construction and Its Applications for Fast Cooperative Wireless Signal Processing» .
↑ Slavkin, Harold (2 Δεκεμβρίου 2012). Extracellular Matrix Influences on Gene Expression . Elsevier. ISBN 978-0-323-14214-4 .