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阿达玛矩阵


Hadamard矩阵

阿达玛矩阵是广场 (-1,1)-矩阵西尔维斯特(1867)在26年前以仿古路面的名义发明哈达玛(1893)曾考虑过他们。在哈达玛矩阵中,放置任意两列或排成一排一半相邻单元格相同签名另一半路标。当被视为人行道时,带有1的单元格为黑色,而带有-1s是白色的。因此n×n阿达玛矩阵H_n(H_n)必须有n(n-1)/2白色方块(-1s) 和n(n+1)/2黑色方块(1s)。

阿达玛阶矩阵n个是解决哈达玛的最大行列式问题,即具有最大可能行列式(绝对值)n×n 复数矩阵具有元素|a(ij)|≤1(Brenner和Cummings 1972),即n ^(n/2)哈达玛矩阵的等效定义为由提供

 H_nH_n^(T)=nI_n,
(1)

哪里我(_n)n×n 单位矩阵.

阿达玛阶矩阵4n+4个对应于哈达玛设计(4n+3个,2n+1,n个)和哈达玛矩阵H_n(H_n)给出有关的图表4个顶点称为哈达玛图表

哈达玛沃尔什阵列

一整套2 ^n个 沃尔什函数订单的n个给出了哈达玛矩阵H_(2^n)(汤普森等。1986年,第204页;Wolfram 2002,第页1073).阿达玛矩阵可用于纠错代码特别是里德·穆勒纠错码.

如果H_n(H_n)H_m(毫米)是已知的,那么H_(纳米)可以通过替换中的所有1来获得H_m(毫米)通过H_n(H_n)以及所有-1s由-H_n(H_n)。对于n≤100,Hadamard矩阵n=12、20、28、36、44、52、60、68、76、84、92和100不能由低阶Hadamard矩阵建立。

氢气=[1 1; -1 1]
(2)
H_4(氢气)=[H_2 H_2;-H_2 H_2]
(3)
=[[1 1; -1 1] [1 1; -1 1]; -[1 1; -1 1] [1 1; -1 1]]
(4)
=[1 1 1 1; -1 1 -1 1; -1 -1 1 1; 1 -1 -1 1].
(5)

氢-8可以类似地从H_4(氢气).

哈达玛德·帕利

Hadamard(1893)认为必要的哈达玛矩阵存在的条件是n=1,或4的正倍数(Brenner和Cummings 1972)。佩利定理保证始终存在阿达玛矩阵H_n(H_n)什么时候n个可以被4整除表单的 2^e(p^m+1)对于某个正整数米,非负整数e(电子)、和第页一个奇数素数在这种情况下,这个矩阵可以使用佩利建设如上所示(Wolfram 2002,p1073).的Paley类数n=4, 8, ... 是2,3,2,3,2,3,3,4,1。。。(组织环境信息系统A074070型).的值n个没有Paley类(因此不能使用Paley来构造建筑)是92、116、156、172、184、188、232、236、260、268。。。(组织环境信息系统A046116号).

Hadamard 428x428矩阵

据推测H_n(H_n)对所有人都存在n个 可除尽的4。Sawade(1985)建造H_(268)截至1993年,阿达玛矩阵已广为人知n个可被4除尽n<428(布劳沃等。1989年,第20页;范林特和威尔逊1993)。A类H_(428)随后构建(Kharaghani和Tayfeh Rezaie 2004),如上所述,留下最小的未知阶数为668。然而猜想仍然是一个重要问题编码理论. The不同Hadamard阶矩阵的个数4个对于n=1, 2, ... 是1、1、1,5、3、60、487。。。(组织环境信息系统A007299号;Wolfram 2002,第1073).Djoković(2009)在Colbourn和Dinitz(2007)中更正了列表,发现四个以前未知n<10^4可以被4整除,因此可以构造哈达玛矩阵:764,23068,28324, 32996.


另请参见

哈达玛设计,哈达玛图,哈达玛最大值决定性问题,整数矩阵,佩利等级,Paley建筑,佩利的定理,Reed-Muller纠错代码,沃尔什函数

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参考Wolfram | Alpha

阿达玛矩阵

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“哈达玛矩阵。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/HadamardMatrix.html

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