Литтвуд-Ричардсон ережесі - Littlewood–Richardson rule - Wikipedia

Жылы математика, Литтвуд-Ричардсон ережесі - екінің көбейтіндісін ыдыратқанда пайда болатын коэффициенттердің комбинаторлық сипаттамасы Schur функциялары басқа Schur функцияларының сызықтық комбинациясы ретінде. Бұл коэффициенттер натурал сандар, оларды Литтвуд-Ричардсон ережесі анық санау ретінде сипаттайды қисық үстелдер. Олар көптеген басқа математикалық контексттерде кездеседі, мысалы көптік ыдырауында тензор өнімдері туралы қысқартылмайтын өкілдіктер туралы жалпы сызықтық топтар (немесе ұқсас топтар арнайы сызықтық және арнайы унитарлық топтар ) немесе белгілі бірінің ыдырауында ұсынылған өкілдіктер ішінде симметриялық топтың ұсыну теориясы, немесе аймағында алгебралық комбинаторика қатынасу Жас үстелдер және симметриялы көпмүшелер.

Литтвуд-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 .

Тарих

Өкінішке орай, Литтвуд-Ричардсон ережесін дәлелдеу алғашқы күдіктен әлдеқайда қиын. Авторға бір кездері Литтвуд-Ричардсон ережесі ерлерді Айға шығаруға көмектесті, бірақ олар сол жерге жеткеннен кейін ғана дәлелденді деп айтылды.

Гордон Джеймс (1987 )

Литтвуд-Ричардсон ережесін алғаш рет мәлімдеді Литлвуд және Ричардсон  (1934, теорема III б. 119), бірақ олар оны теорема деп санаса да, оны тек кейбір қарапайым жағдайларда дәлелдеді. Робинсон  (1938 ) дәлелдемелерін аяқтаймын деп мәлімдеді, бірақ оның дәлелінде олқылықтар болды, дегенмен бұл түсініксіз жазылғанымен, бұл олқылықтар біраз уақытқа дейін байқалмады және оның дәлелі кітапта келтірілген (Литтвуд 1950 ). Кейбір олқылықтардың орнын кейін толтырды Макдоналд (1995). Ереженің алғашқы қатаң дәлелі оны Шутценбергер тапқаннан кейін төрт он жыл өткен соң берді (1977 ) және Томас (1974), кейін қажетті комбинаторлық теория дамыған C. Шенстед  (1961 ), Шютценбергер (1963 ), және Кнут  (1970 ) олардың жұмысында Робинзон-Шенст корреспонденциясы. Енді ереженің бірнеше қысқа дәлелдері бар, мысалы (Гашаров 1998 ж ), және (Стембридж 2002 ж ) қолдану Бендер-Кнуттың араласуы.Литтельманн (1994) қолданды Литтельман жолының моделі Литтвуд-Ричардсон ережесін басқа жартылай қарапайым Lie топтарына жалпылау.

Литтвуд-Ричардсон ережесі толық, жарияланған дәлелдемеге дейін пайда болған қателіктермен танымал. Мұны дәлелдеудің бірнеше жарияланған әрекеттері толық емес, және онымен қолмен есептеулер кезінде қателіктерден аулақ болу өте қиын: тіпті Д.Э. Литлвуд және А.Р. Ричардсондағы алғашқы мысал (1934 ) қате бар

Литтлвуд – Ричардсон кестесі

Литтлвуд-Ричардсон кестесі

Литтлвуд-Ричардсон кестесі - бұл қисық жартылай стандарт кестесі қосымша қасиетімен, оның қайтымды жолдарын біріктіру нәтижесінде алынған дәйектілік а тор сөз (немесе торды ауыстыру), бұл кез-келген реттік бастапқы бөлікте кез-келген сан болатындығын білдіреді саны кем дегенде жиі кездеседі . Тағы бір баламалы сипаттама (бірақ онша айқын емес) - бұл кестенің өзі және оның сол жақтағы бағандарының кейбір санын алып тастау арқылы алынған кез-келген кестенің салмағы әлсіз төмендейді. Литтлвуд-Ричардсон кестелерімен қосылуға айналатын және сондықтан Литтвуд-Ричардсон коэффициенттерін анықтау үшін де қолдануға болатын көптеген басқа комбинаторлық түсініктер табылды.

Литтвуд-Ричардсон кестесі

Мысал

Келесі жағдайды қарастырайық , және . Сонда бұл оң жақта көрсетілген екі кестенің формасы бойынша тек екі Литтвуд-Ричардсон кестесі екендігіне көз жеткізуге болады. және салмақ . Шынында да, қисық сызбаның бірінші бос емес жолындағы соңғы өріске тек 1 жазба енгізілуі мүмкін болғандықтан, бүкіл бірінші жол 1 жазбамен толтырылуы керек (бұл кез-келген Литтвуд-Ричардсон кестесіне қатысты); екінші жолдың соңғы жолағында біз бағанның қаттылығы бойынша 2-ді ғана қоя аламыз және тор сөзімізде одан 2-ге дейін үлкен жазба болмауы керек, екінші қатардың бірінші терезесінде біз енді 1-ді де қолдана аламыз немесе 2. Осы жазба таңдалғаннан кейін, үшінші қатарда салмақты (3,2,1) жасау үшін қалған жазбалар болуы керек, әлсіз өсетін ретпен, сондықтан бізде басқа таңдау қалмайды; Екі жағдайда да біз Литтлвуд-Ричардсон кестесін табамыз.

Неғұрлым геометриялық сипаттама

Кестеден белгілі бір ретпен оқылатын жазбалар тізбегінің тор сөзін құрайтын шартын неғұрлым жергілікті және геометриялық шартпен ауыстыруға болады. Жартылай стандартты кестеде бірдей жазулар ешқашан бір бағанда болмайтындықтан, кез-келген мәннің көшірмелерін оңнан солға қарай нөмірлеуге болады, бұл олардың торлы сөз болуы керек ретпен пайда болу реті. Әрбір жазбаға байланысты нөмірді оның индексі деп атаңыз және жазба жазыңыз мен индексімен j сияқты мен[j]. Енді кейбір Литтвуд-Ричардсон кестесінде жазба болса индексімен j, содан кейін бұл жазба мен[j] -ден төмен болуы керек (бұл, әрине, пайда болғаннан бастап пайда болады мен - 1 енгізілуінен кем жиі кездеседі мен жасайды). Іс жүзінде кіру мен[j] сол жазбаға қарағанда оң жақта емес бағанда болуы керек (бұл бір қарағанда қатаң шарт болып көрінеді). Егер Литтвуд-Ричардсон кестесінің салмағы алдын-ала бекітілген болса, онда индекстелген жазбалардың тіркелген жиынтығын құруға болады, ал егер олар геометриялық шектеулерге қатысты орналастырылса, сонымен қатар semistandard tableaux және бірдей жазбалардың индекстелген көшірмелері индекстердің оңнан солға қарай орналасуын құрметтеуі керек, содан кейін алынған кестелер Литтвуд-Ричардсон кестелеріне кепілдік береді.

Ереженің алгоритмдік формасы

Литтвуд-Ричардсон жоғарыда айтылғандай, жеке Литтвуд-Ричардсон коэффициенттері үшін комбинаторлық өрнек береді, бірақ осы коэффициенттердің мәндерін табу үшін Литтвуд-Ричардсон кестесін санаудың практикалық әдісіне нұсқау бермейді. Шынында да, берілгені үшін Литтлвуд-Ричардсон пішінінің қандай-да бір кестесі екенін анықтайтын қарапайым критерий жоқ және салмақ мүлдем бар (дегенмен бірнеше қарапайым шарттар бар, олардың ең қарапайымдары ); сондықтан кейбір жағдайларда жан-жақты іздеу керек, тек шешімдер жоқ екенін табу керек.

Осыған қарамастан, ереже Schur функциясының туындысының толық ыдырауын анықтайтын, басқаша айтқанда барлық коэффициенттерді анықтайтын тиімді процедураға әкеледі тұрақты λ және μ үшін, бірақ әр түрлі ν. Бұл салынатын Литтвуд-Ричардсон үстелінің салмағын және олардың пішінінің «ішкі бөлігін» es бекітеді, бірақ «сыртқы бөлігін» бос қалдырады. Салмақ белгілі болғандықтан, геометриялық сипаттамадағы индекстелген жазбалар жиынтығы бекітілген. Енді бірізді индекстелген жазбалар үшін геометриялық шектеулермен рұқсат етілген барлық позицияларды a-да көруге болады кері шегіну іздеу. Жазбаларды өсу ретімен байқауға болады, ал тең жазбалар арасында оларды байқауға болады төмендеу индекс. Соңғы нүкте - іздеу процедурасының тиімділігінің кілті: енгізу мен[j] содан кейін оң жақтағы бағанда болуы шектеледі , бірақ одан әрі оңға қарай емес (егер мұндай жазбалар болса). Бұл мүмкін позициялар жиынтығын қатты шектейді, бірақ әрқашан кем дегенде бір жарамды позицияны қалдырады ; осылайша, жазбаның әрбір орналастырылуы кем дегенде бір толық Литтвуд-Ричардсон кестесін тудырады, және іздеу ағашы тұйықсыз.

Барлық коэффициенттерді табу үшін ұқсас әдісті қолдануға болады тұрақты λ және fixed үшін, бірақ әр түрлі μ.

Литтлвуд-Ричардсон коэффициенттері

Литтлвуд-Ричардсон коэффициенттері cν
λμ
келесі өзара байланысты жолдарда пайда болады:

немесе баламалы cν
λμ
ішкі өнімі болып табылады сν және сλсμ.
қайда σμ класс Шуберт әртүрлілігі сәйкес келетін грассмандықтардыңμ.
  • cν
    λμ
    - бұл төмендетілмеген ұсыныстың рет саны VλVμ симметриялы топтардың көбейтіндісі S|λ| × S|μ| ұсынудың шектелуінде пайда болады Vν туралы S|ν| дейін S|λ| × S|μ|. Авторы Фробениустың өзара қарым-қатынасы бұл сондай-ақ бірнеше рет Vν ұсынуында кездеседі S|ν| бастап туындаған Vλ ⊗ Vμ.
  • The cν
    λμ
    тензор өнімінің ыдырауында пайда болады (Фултон 1997 ) екеуінің Schur модульдері (арнайы сызықтық топтардың қысқартылмайтын көріністері)
  • cν
    λμ
    бұл форманың стандартты жас кестесінің саны ν/μ бұл jeu de taquin пішіннің кейбір бекітілген стандартты кестесіне баламаλ.
  • cν
    λμ
    бұл Литтвуд-Ричардсон кескіндерінің саны ν/λ және салмақμ.
  • cν
    λμ
    саны суреттер μ мен ν / λ аралығында.

Жалпылау және ерекше жағдайлар

The төмендетілген Kronecker коэффициенті симметриялық топ жалпылау болып табылады үш жас диаграммаға дейін , бұл үш диаграмманың орнын ауыстыру кезінде симметриялы.

Зелевинский (1981) Литтвуд-Ричардсон ережесін Schur функцияларын бұрмалау үшін кеңейтті:

мұндағы сома барлық кестелерден асып түседі Т μ / ν-де, барлығы үшін j, бүтін сандар тізбегі λ + ω (Тj) көбеймейді, ал ω - салмақ.

Пиери формуласы, бұл Литтвуд-Ричардсон ережесінің ерекше жағдайы, егер бөлімдердің бірінде ғана болса бір бөлігі, дейді

қайда Sn - бұл бір жолды бөлімнің Schur функциясы, ал қосынды барлық қосылыстардың үстінде λ қосу арқылы μ алынған n оның элементтері Ferrers диаграммасы, бір бағанда екі адам болмайды.

Егер екі бөлім де болса тікбұрышты түрінде, сомасы да көптіксіз (Окада 1998 ж ). Түзету а, б, б, және q натурал сандары б q. Белгілеу бөлім б ұзындық бөліктері а. Жеке емес компоненттерін индекстейтін бөлімдер бұл бөлімдер ұзындығымен осындай

Мысалға,

Schur тіктөртбұрышты example.png функциялары

.

Мысалдар

Төменде Литтлвуд-Ричардсон коэффициенттерінің мысалдары Шур көпмүшелерінің көбейтіндісі бойынша келтірілген Sπ, формула арқылы π бөлімдері арқылы индекстелген

Барлық коэффициенттер ν максимум 4-ке тең:

  • S0Sπ = Sπ кез келген π үшін. қайда S0= 1 - бос бөліктің Шур полиномы
  • S1S1 = S2 + S11
  • S2S1 = S3 + S21
  • S11S1 = S111 + S21
  • S3S1 = S4 + S31
  • S21S1 = S31 + S22 + S211
  • S2S2 = S4 + S31 + S22
  • S2S11 = S31 + S211
  • S111S1 = S1111 + S211
  • S11S11 = S1111 + S211 + S22

Шағын бөлімдерге арналған коэффициенттердің көп бөлігі 0 немесе 1 құрайды, бұл көбінесе факторлардың біреуі формада болған кезде болады Sn немесе S11...1, өйткені Пиери формуласы және оның ауыстырылған аналогы. Коэффициенті 1-ден үлкен қарапайым мысал екі фактордың да формасы болмаған кезде болады:

  • S21S21 = S42 + S411 + S33 + 2S321 + S3111 + S222 + S2211.

Үлкен бөлімдер үшін коэффициенттер күрделене түседі. Мысалға,

  • S321S321 = S642 +S6411 +S633 +2S6321 +S63111 +S6222 +S62211 +S552 +S5511 +2S543 +4S5421 +2S54111 +3S5331 +3S5322 +4S53211 +S531111 +2S52221 +S522111 +S444 +3S4431 +2S4422 +3S44211 +S441111 +3S4332 +3S43311 +4S43221 +2S432111 +S42222 +S422211 +S3333 +2S33321 +S333111 +S33222 +S332211 34 мүшеден және жалпы еселіктен 62, ал ең үлкен коэффициент - 4
  • S4321S4321 жалпы еселігі бар 206 мүшенің қосындысы 930, ал ең үлкен коэффициент 18 құрайды.
  • S54321S54321 бұл жалпы еселігі 26704, ал ең үлкен коэффициенті бар 1433 мүшесінің қосындысы ( S86543211) 176
  • S654321S654321 жалпы еселігі бар 10873 мүшесінің қосындысы 1458444 құрайды (сондықтан коэффициенттердің орташа мәні 100-ден асады және олар 2064-ке дейін жетуі мүмкін).

Келтірілген түпнұсқа мысал Литтвуд және Ричардсон (1934), б. 122-124) болды (3 кестені түзеткеннен кейін олар тапты, бірақ соңғы сомаға қосуды ұмытып кетті)

  • S431S221 = S652 + S6511 + S643 + 2S6421 + S64111 + S6331 + S6322 + S63211 + S553 + 2S5521 + S55111 + 2S5431 + 2S5422 + 3S54211 + S541111 + S5332 + S53311 + 2S53221 + S532111 + S4432 + S44311 + 2S44221 + S442111 + S43321 + S43222 + S432211

26 шартпен келесі 34 кестеден шығады:

....11 ....11 ....11 ....11 ....11 ....11 ....11 ....11 ....11    ...22  ...22  ...2   ...2   ...2   ...2   ...    ...    ....3     .      .23    .2     .3     .      .22    .2     .2            3             3      2      2      3      23     2                                         3                    3....1  ....1  ....1  ....1  ....1  ....1  ....1  ....1  ....1   ...12  ...12  ...12  ...12  ...1   ...1   ...1   ...2   ...1.23    .2     .3     .      .23    .22    .2     .1     .2             3      2      2      2      3      23     23     2                     3                                  3....1  ....1  ....1  ....1  ....1  ....1  ....1  ....1   ...2   ...2   ...2   ...    ...    ...    ...    ...    .1     .3     .      .12    .12    .1     .2     .2      2      1      1      23     2      22     13     13      2      2             3      3      2      2              3                                  3....   ....   ....   ....   ....   ....   ....   ....   ...1   ...1   ...1   ...1   ...1   ...    ...    ...    .12    .12    .1     .2     .2     .11    .1     .1      23     2      22     13     1      22     12     12       3      3      2      2      3      23     2                            3                    3

Schur функциясының қисаюын есептеу ұқсас. Мысалы, Little = 5432 және λ = 331 үшін 15 Литтвуд-Ричардсон кестелері

...11 ...11 ...11 ...11 ...11 ...11 ...11 ...11 ...11 ...11 ...11 ...11 ...11 ...11 ...11...2  ...2  ...2  ...2  ...2  ...2  ...2  ...2  ...2  ...2  ...2  ...2  ...2  ...2  ...2.11   .11   .11   .12   .11   .12   .13   .13   .23   .13   .13   .12   .12   .23   .2312    13    22    12    23    13    12    24    14    14    22    23    33    13    34

сондықтан S5432/331 = Σcν
λμ
  Sμ = S52 + S511 + S4111 + S2221 + 2S43 + 2S3211 + 2S322 + 2S331 + 3S421 (Фултон 1997, б. 64)

Әдебиеттер тізімі

Сыртқы сілтемелер