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ミックスド行列の存在がどうしても示せません
宜しくお願い致します。 ミックスド行列というものの存在が存在できません。 ミックスド行列の定義の前に先ず,ミックスド行列式を定義します。 [定義] S_n^+を正値対称行列全体の集合とします。そして A_1,A_2,…,A_n∈S_n^+, x_1,x_2,…,x_nを実変数とします。 この時,行列式 |x_1A_1+x_2A_2+…+x_nA_n|を展開した同次多項式の係数をD({A_1,A_2,…,A_n})という風にあらわし,ミックスド行列式と呼ぶ事にします。 つまり,ここでDは2^{S_n^+×{0,1,…,n}}からRへの写像となっています。 [具体例] 2×2行列にて: A,B∈S_2^+を A= a_1 a_2 =(a_1,a_2)^T B= b_1 b_2 =(b_1,b_2)^T (ここで,a_1,a_2,b_1,b_2は行ベクトルを表してます。テキスト表記の為,転置で表記することにします) とすると |xA+yB|=|(a_1,a_2)^T|x^2+(|(a_1,b_2)^T|+|(b_1,a_2)^T|)xy+|(b_1,b_2)^T|y^2 なので D({A,A})=|(a_1,a_2)^T|, D({A,B})=|(a_1,b_2)^T|+|(b_1,a_2)^T|, D({B,B})=|(b_1,b_2)^T| と求まります。 因みに, 下記の性質があることは定義から分かります。 [性質] D({A,B})=|A|, D({B,B})=|B|, Dは線形的,つまり, D({A+A',B})=D({A,B})+D({A',B}) ここでA'∈S_n^+, D({A,cB})=cD({A,B}) ここでcは定数, が成り立つ。 さらに,このDを陽関数表示すると, D({A_1,…,A_1,A_2,…,A_2,…,…,A_r,…A_r})というミックスド行列式は (ここで, A_1,A_2,…,A_rはそれぞれm_1,m_2,…,m_r個並んでるものとします。m_1+m_2+…+m_r=n) A_1からm_1個の行ベクトル,A_2からm_2個の行ベクトル,…,A_rからm_r個の行ベクトルをとって来てできる すべての行列式(このような行列式はn!/(m_1!m_2!…m_r!)個ある)の総和をn!/(m_1!m_2!…m_r!))で割ったものになります。 [具体例], 例1: A,B∈S_3^+でA=(a_1,a_2,a_3)^T, B=(b_1,b_2,b_3)^Tの時, D({A,A,B})=1/(3!/(2!1!)) (|(a_1,a_2,b_3)^T|+|(a_1,b_2,a_3)^T|+|(b_1,a_2,a_3)^T|) (この場合,m_1=2,m_2=1となります) D({B,B,B})=1/(3!/3!) |(b_1,b_2,b_3)^T|=|B|. (この場合,m_1=3となります) 例2: A,B,C∈S_3^+でA=(a_1,a_2,a_3)^T, B=(b_1,b_2,b_3)^T, B=(c_1,c_2,c_3)^Tの時, D({A,B,C})=1/(3!/(1!1!1!)) (|(a_1,b_2,c_3)^T|+|(a_1,c_2,b_3)^T|+|(b_1,a_2,c_3)^T|+|(b_1,c_2,a_3)^T|+|(c_1,a_2,b_3)^T|+|(c_1,b_2,a_3)^T|) (この場合,m_1=m_2=m_3=1となります) という具合になります。 次に, ミックスド行列の定義をします。 [定義] A_1,A_2,…,A_{n-1}∈S_n^+の時, ∃M∈S_n^+; for∀Q∈S_n^+, D({A_1,A_2,…,A_{n-1},Q})=D({M,M,…,M,Q}). というMをミックスド行列と呼ぶ. (ここで,M,M,…,Mは左辺と同じくn-1個並んでいます) このミックスド行列Mの存在がどうしても示せません。 どのようにすれば示せますでしょうか?
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お礼
すっかり遅くなりまして大変申し訳ありません。 拝読させていただいてます。 「重み」と「内挿」の意味が分からず頓挫してました。 ttp://golem.ph.utexas.edu/category/2011/08/mixed_volume.html から A_1,…,A_nを矩形Π_{k=1..n}[0,a_{i_k}] (但し,k=1,2,…,n)とすると, mixed volume V(A_1,…,A_n)は V(A_1,…,A_n)=1/n!Σ_{σ∈S_n}a_{1,σ(1)}…a_{n,σ(n)}という風に,n!個の矩形の組みあわせの和の平均(和をn!で割るので)で定義されるのですね。 これがどうして興味の対象になるのかピンと来ませんが。 > たとえば 2次元ユークリッド空間で、相異なる頂点a, b, cを持つconvexを考えますと、その内点pは > p = w[1]a + w[2]b + w[3]c : >つまり、(1,0,0), (0,1,0), (0,0,1)を頂点とするconvexの内点から、a,b,cを頂点とするconvexの内点への写像がAです。 これは納得です。 > 同じ2次元ユークリッド空間で、2個の頂点d,eを持つconvexを考えるなら、それぞれを > p = x[1]d + x[1]e > ただし : > y[1]=w[1], y[2]=w[2], y[3]=w[3], y[4]=x[1], y[5]=x[2] これは, A:= a_1,b_1,c_1 a_2,b_2,c_2 B:= d_1,e_1 d_2,e_2 E:= a_1,b_1,c_1,d_1,e_1 a_2,b_2,c_2,d_2,e_2 と置き, F:={(p_1,p_2)^T∈R^2;(p_1,p_2)^T=A(w_1,w_2,w_3)^T,w_1+w_2+w_3=1,0≦w_1,w_2,w_3≦1} G:={(p_1,p_2)^T∈R^2;(p_1,p_2)^T=B(x_1,x_2)^T,x_1+x_2=1,0≦x_1,x_2≦1} H:={(p_1,p_2)^T∈R^2;(p_1,p_2)^T=E(y_1,y_2,y_3,y_4,y_5)^T,y_1+y_2+y_3+y_4+y_5=1,0≦y_1,y_2,y_3,y_4,y_5≦1} とすると, > とすると、重みwもxもそれぞれの「ただし…」を自動的に満たす y_1:=w_1,y_2:=w_2,y_3:=w_3,y_4:=x_1,y_5:=x_2とすれば w_1+w_2+w_3=1∨x_1+x_2=1ならy_1+y_2+y_3+y_4+y_5=1を満たすので, F∪G⊂Hが言えることは理解しました。 > だから逆に、a,b,c,d,eを頂点とするconvexは、単に重みベクトルyの中の幾つかの > 成分だけを選んでconvexを作ることによって、「a,b,cを頂点とするconvexと、d, eを頂点 > とするconvexとの補間」として表せたことになります convexの補間(?). すいません。ここが良く分かりません。 "a,b,c,d,eを頂点とするconvex"は仮に(凹みの無い)五角形の周及び内部だとすると, "a,b,cを頂点とするconvex"は三角形の周及び内部で "d, eを頂点"は線分ですよね。 ここで「補間」の意味が分かりません。 > D(A_1, A_2, …, A_n) > = Σ{j=0,1,…, n-1} ((-1)^j)Σ{s = A_1, A_2, …, A_nのうち(n-j)個の和}|s| これは試しにn=3の時,D(A,A,B)=1/(3!/(2!1!))|2A+B|-2|A+B|-|2A|+2|A|+|B| を計算してみましたが, どうしても 1/3(|(a_1,a_2,b_3)^T|+|(a_1,b_2,a_3)^T|+|(b_1,a_2,a_3)^T|) とならないのですが。。。勘違いしてますでしょうか? あと,分からない記号があります。 P_nとA_p[j][i,j]とは何を表すのでしょうか?