파스칼 행렬

Pascal matrix

수학, 특히 행렬 이론과 조합론에서 파스칼 행렬은 이항 계수를 포함하는 (아마도 무한) 행렬이다.따라서 파스칼의 삼각형을 행렬 형태로 인코딩하는 것입니다.이를 위한 세 가지 자연적 방법, 즉 하삼각행렬, 상삼각행렬 또는 대칭행렬이 있습니다.예를 들어, 5 × 5 행렬은 다음과 같습니다.

파스칼의 삼각형을 행렬 형태로 만들 수 있는 다른 방법들이 있지만,[1] 이것들은 쉽게 무한대로 확장되지 않습니다.

정의.

파스칼 행렬의 0이 아닌 원소는 이항 계수로 제공됩니다.

여기서 지수 i, j는 0에서 시작하고 !는 요인을 나타냅니다.

특성.

행렬의 관계n Snn = LU이다. 여기서 삼각행렬의 행렬식은 단순히 Ln Un 대해 모두 1인 대각원소의 곱이기 때문에 행렬 세 개 모두n 행렬식n 1을 갖는 것을 쉽게n 알 수 있다. 즉, 행렬n S, L, U는 L과 U가 트레이스 n을 갖는 단모듈식이다n.

Sn 트레이스는 다음과 같습니다.

시퀀스 1, 3, 9, 29, 99, 351, 1275, …(OEIS의 시퀀스 A006134)에 의해 주어진 첫 번째 몇 개의 항을 사용합니다.

건설

파스칼 행렬은 특별한 준대각 행렬 또는 초대각 행렬의 지수 행렬을 취함으로써 실제로 구성될 수 있습니다.아래 예시는 7 × 7 파스칼 행렬을 구성하지만, 이 방법은 원하는 n × n 파스칼 행렬에 대해 작동합니다.다음 행렬의 점은 0개의 요소를 나타냅니다.

n × n 행렬 A B에 대해 exp(A) exp(B) = exp(A + B)를 단순하게 가정할 수 없다는 점에 유의해야 한다. 이 등식은 AB = BA(, 행렬 AB가 이동할 때)에만 유지된다.위와 같은 대칭 파스칼 행렬의 구성에서는 서브대각 행렬과 슈퍼대각 행렬이 이동하지 않기 때문에 행렬의 추가를 수반하는 매력적인 단순화가 이루어질 수 없다.

구조에 사용되는 서브대각행렬과 슈퍼대각행렬의 유용한 특성은 둘 다 0이 된다는 것입니다. 즉, 충분히 높은 정수승으로 올리면 제로행렬로 변질됩니다(자세한 내용은 시프트행렬 참조).n × n 일반화 시프트 행렬은 n승으로 올리면 0이 되므로 행렬 지수 계산 시 정확한 결과를 얻기 위해 무한 급수의 첫 번째 n + 1 항만 고려하면 된다.

변종

흥미로운 변형은 행렬 로그7 연산 PL의 명백한 수정과 행렬 지수 적용을 통해 얻을 수 있다.

아래 첫 번째 예는 로그 행렬 값의 제곱을 사용하고 7 × 7 "라게르" 행렬(또는 라게르 다항식의 계수 행렬)을 구성합니다.

라게르 행렬은 실제로 다른 스케일링 및/또는 교대 부호 체계와 함께 사용된다. (고승에 대한 일반화에 대한 문헌은 아직 발견되지 않았다.)

아래 두 번째 예는 로그 행렬 값의 v(v + 1)를 사용하여 7 × 7 "Lah" 행렬(또는 Lah 숫자의 계수 행렬)을 구성한다.

대신 v(v - 1)를 사용하면 오른쪽 아래로 대각선 이동이 제공됩니다.

아래의 세 번째 예에서는 원래 PL 행렬의7 제곱을 2로 나눈 다시 말해, 2차 준대각형의 1차 2진수(k, 2)를 사용하고 행렬을 구성합니다. 행렬은 가우스 오차 함수의 도함수적분 맥락에서 발생합니다.

만약 이 행렬이 역행렬이라면(예를 들어 음의 행렬-대수를 사용하여), 이 행렬은 교대로 부호를 가지며 가우스의 오차함수의 도함수 계수(확장적으로 적분)를 제공한다.(고승에 대한 일반화에 대한 문헌은 아직 발견되지 않았습니다.)

원본 행렬을 음의 값으로 확장하여 다른 변형을 얻을 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

참조

  1. ^ "A systematic approach to matrix forms of the Pascal triangle: The twelve triangular matrix forms and relations". European Journal of Combinatorics. 31 (5): 1205–1216. 2010-07-01. doi:10.1016/j.ejc.2009.10.009. ISSN 0195-6698.

외부 링크