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线性函数系统的Serre约简。 (英语) 兹比尔1275.16003

引言:Serre约简旨在减少线性函数系统的未知数和方程数。找到包含更少方程和更少未知数的线性函数系统的等价表示,通常可以简化线性函数系统结构特性和不同数值分析问题的研究,有时还可以帮助求解线性函数系统。本文的目的是为确定和欠定线性函数系统的Serre约化提供一种构造性的方法。
多年来,Smith范式在研究定义为一元交换多项式环\(k[x]\),其中\(k\)是一个域。Smith范式的概念可以扩展到多元交换多项式环(k[x_1,\dots,x_n]\),当它被定义为由多项式(\gamma_1,\dots,\gamma_r\)形成的对角矩阵时,这些多项式被定义为最大公约数\(\alpha_i\)的连续商\(\gamma_i=\alpha_i/\alpha_{i-1}\)矩阵的\(i\次i\)-子式(\(alpha0=1\),\(r)是矩阵的秩)。
这方面的一个有趣结果如下。
定理1.1([M.S.Boudellioua先生,远东数学杂志。科学。(FJMS)25,第3期,517-527(2007;Zbl 1135.15007号);M.G.Frost和M.S.Boudellioua《国际期刊控制》第43卷第1543-1555页(1986年;Zbl 0587.15015号)])设(D=mathbb R[x_1,dots,x_n]\)是系数位于\(mathbb R),\(R\在D^{p\times p}\)全行秩矩阵(即,\(det R\neq 0))和\(mathbb R^*=mathbbR\setminus\{0}\)中的可交换多项式环。然后,存在两个幺模矩阵(D^{p\timesp}中的V\)和(D^}p\times p}\中的W\),即,当且仅当存在列向量时(D^p\中的Lambda)承认左逆,这样D^{p\times(p+1)}中的矩阵(left(\begin{smallmatrix}R&-\Lambda\end{small matrix{right)就承认右逆。
定理1.1给出了多项式环(D=mathbb R[x_1,dots,x_n]\)上由全行秩矩阵(D^{p\times p}\)(即(det R\neq 0))定义的线性多维系统(Ry=0)等价于唯一方程(det Rz=0)的充要条件,其中是列向量的最后一个分量\(W^{-1}年\). 根据模理论,定理1.1给出了由矩阵(R)有限表示的(D)-模(M=D^{1\次p}/(D^{1次p}R)是循环的,即由一个元素生成(即(M\cong D/(D\det R))的充要条件。
本文的目的是证明定理1.1与通过J.-P.塞雷[摘自Sem.P.Dubreil,M.-L.Dubreil-Jacotin et C.Pisot 14(1960年/61年),第2期,第16页(1963年;Zbl 0132.41301号)]关于交换多项式环(D=k[x1,dots,x_n]\)中由具有项的全行秩矩阵有限表示的模的生成元的个数,其中(k\)是一个域。[loc.cit.]的主要动机是被称为(D)理想的有效生成的问题,其目的是找到(D)的理想(I)的最小生成元数,及其在代数几何中的应用,特别是在研究维数的仿射代数簇(n-2)的完全交集中的应用。
本文给出了Serre约简的一种构造性方法,并给出了一个全行秩矩阵(R\inD^{q\times p})(即,(R\)的行是左(D\)线性无关的)等价于由(R\ times R\)构成的对角矩阵(i_R,\overline R)的充要条件单位矩阵\(I_r)和\(D^{(q-r)\次(p-r)}中的上划线r\,特别是当\(D\)是非对易多项式环时,Gröbner基算法在其上终止于一些可接受的项阶。

MSC公司:

16D70型 模、双模和理想的结构和分类(16Gxx除外),结合代数中的直接和分解和对消
93A10号 一般系统
15A21号机组 规范形式、约简、分类
39B52号 具有更一般域和/或范围的函数的函数方程
68瓦30 符号计算和代数计算
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