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线性代数的证明复杂性。 (英语) Zbl 1059.03064号

作者分析了证明线性代数基本定理所需概念的复杂性。本文得到的一个重要结果是,Cayley-Hamilton定理有一个可行的证明。分析是利用三种形式理论进行的,每一种形式理论都经过精心设计,以便在一定的复杂性下分别检验基本定理。
例如,矩阵的基本环属性由第一个理论涵盖,其定理转化为具有多项式大小Frege证明的重言式族。该理论还证明了一些称为硬矩阵恒等式的原理之间的等价性,例如通常需要计算逆的(AB=I)iff(BA=I)。
第二个理论是第一个理论的扩展,它用一个新的函数来操作矩阵幂运算,证明了C-H定理不仅隐含了硬矩阵恒等式,而且分别等价于det的公理化定义和余因子展开等原理。
最后,第三种理论是以第二种理论为基础的,它允许对带有有界泛矩阵量词的公式进行归纳,因此,线性代数的主要原理,包括C-H定理都可以在其中得到证明。
在这些观察之后,作者展示了如何将理论分别转化为具有一定复杂性的命题证明系统,从而明确确定所考虑原则的证明复杂性。

MSC公司:

20层03 证明的复杂性
15A99号 基本线性代数
15A24号 矩阵方程和恒等式
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全文: 内政部

参考文献:

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