×

矩的多项式指数分解。 (英文) Zbl 1427.14119号

一个可以追溯到几个世纪前的经典问题(例如[Gaspard de Prony男爵,“Essai expérimental et analytique:sur les lois de la scalenabilitéde fluidesélastiques et sur celles de la force expansion de la vapeur de l'alcool,a differentes températures”,J.Ecole Polytechnique 1,24–76(1795)])如下:给定一个形式为[h(x)=sum_{i=1}的函数^r\omega_ie^{f_ix}=\sum_{j=0}^\infty h_j\frac{x^j}{j!},恢复给定有限“矩”集(h0,\ldots,h_m)的不同频率(f1,\ldot,f_r)和系数(\omega_1,\oldots,\omega-r)。这个问题还有一个“近似”变量:给定任何光滑函数\(h(x)\)计算形式\(\sum_{i=1}^r\omega_ie^{f_ix}\)的表示,该表示“最适合”该函数。
决议草案[N.E.戈利扬迪纳K.D Usevich公司,in:矩阵方法。理论、算法和应用。献给吉恩·格鲁布。基于2007年7月23日至27日在俄罗斯莫斯科举行的第二届矩阵方法和算子方程国际会议。新泽西州哈肯萨克:《世界科学》。449–473 (2010;Zbl 1216.94012号)]包括使用由输入数据生成的Hankel矩阵和特征值分解。将此问题推广到多元设置是很简单的,已经提出了几种方法来解决它,请参阅[F.安德森等人,应用。计算。哈蒙。分析。29,第2期,198-213(2010年;Zbl 1196.42034号);S.Kunis公司等,线性代数应用。490, 31–47 (2016;Zbl 1329.65312号);D.波茨M.塔什、ETNA、Electron。事务处理。数字。分析。40, 204–224 (2013;Zbl 1305.65093号)]. 此外,对多元情况下有限秩Hankel算子的研究也得到了广泛的研究,例如[C.古,线性代数应用。288,第1-3号,269-281(1999年;Zbl 0947.47022号);S.C.电源,线性代数应用。48, 237–244 (1982;Zbl 0513.15007号)].
本文将对偶理论用于多项式系统,由F.S.麦考利在[模系统的代数理论。保罗·罗伯茨的新介绍。1916年原版的再版。剑桥:剑桥大学出版社(1994;Zbl 0802.13001号;JFM 46.0167.01号文件)]概括经典挑战并解决这两个多元问题。通过这种对偶性,形式为(h(mathbf{x})=sum{alpha\in{mathbbN}^N}\omega_\alpha\frac{mathbf}x}^\alpha}{alpha!})的多元级数可以被视为多元多项式理想对偶空间中的元素,被它们“化”。由它定义的Hankel算子是有限秩的,当且仅它对应于“多项式指数”序列,即存在多项式\(\omega_1(\mathbf{x}),\ldots,\omega_r(\mathbf{x})\ in{\mathbb C}[x_1,\ldots,x_n]\)和\(\mathbf{\xi}_1,\ldots,\mathbf{\xi}_r\ in{\mathbb C}^n\),其中\(\mathbf{\xi}_i=(\ xi_{i1},\ldots,\ xi_{in}),\)这样\[h(\mathbf{x})=\sum{i=1}^r\omega_i(\mathbf{x{)e^{xi_{i1}x1+\ldots\xi{in}xn}
研究表明,这种多项式指数级数在代数语言中对应于Artinian Gorenstein代数,为了从它们的第一个矩开始分解它们,使用计算代数中的非常精细的工具来计算这些代数的基并在其中执行操作。作为这些方法的副产品,提供了卷积算子的Kronecker型定理,以及从矩将测度重构为Dirac测度的加权和的Kronecker型定理,并提出了从值稀疏插值多对数函数的新方法。

MSC公司:

2014年第20季度 代数几何的有效性、复杂性和计算方面
68瓦30 符号计算和代数计算
47B35型 Toeplitz操作员、Hankel操作员、Wiener-Hopf操作员
2015年 Toeplitz、Cauchy和相关矩阵
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] 《数学百科全书》,2016年4月。
[2] Naum一号。Ahiezer和Mark G。Kreĭn公司。矩理论中的几个问题美国数学学会,普罗维登斯,1962年·Zbl 0117.32702号
[3] 弗雷德里克·安德森;Carlsson,Marcus,《关于有限秩广义域截断相关和卷积算子、积分方程和算子理论》,82,339-370,(2015)·Zbl 1335.47014号 ·doi:10.1007/s00020-015-2217-6
[4] 弗雷德里克·安德森和马库斯·卡尔森。关于多元正半定有限秩广义域Hankel和Toeplitz算子的结构。复数分析与算子理论, 11(4):755-784, 2017. ·Zbl 1480.47038号
[5] 弗雷德里克·安德森;马库斯·卡尔松(Marcus Carlsson);Hoop,Maarten V.,通过波包和对二维函数进行非线性近似,应用。计算。哈蒙。分析。,198-213年9月29日(2010年)·Zbl 1196.42034号 ·doi:10.1016/j.acha.2009.09.001
[6] 乔治·A·。贝克和彼得·格雷夫斯·莫里斯。Padé近似值剑桥大学出版社,英国剑桥,纽约,第二版,1996年·Zbl 0923.41001号
[7] 劳伦特·巴拉查特(Laurent Barachart),《国家多指标体系研究报告》(Sur la réalisation de Nerode des systèmes multi-indiciels),C.r.Acad。巴黎科学院,301715-718,(1984)·Zbl 0589.93010号
[8] 德米特里·巴滕科夫;Yomdin,Yosef,《关于求解汇合Prony系统的准确性》,SIAM应用数学杂志,73,134-154,(2013)·Zbl 1269.65047号 ·数字对象标识代码:10.1137/10836584
[9] 贝格曼(Bernhard Beckermann);Golub,Gene H。;George Labahn,《关于广义Hankel特征值问题的数值条件》,Numerische Mathematik,106,41-68,(2007)·Zbl 1121.65036号 ·doi:10.1007/s00211-006-0054-x
[10] 贝格曼(Bernhard Beckermann);George Labahn,矩阵型Padé逼近快速计算的统一方法,SIAM矩阵分析与应用杂志,15,804-823,(1994)·Zbl 0805.65008号 ·doi:10.1137/S08954797989223031
[11] Michael Ben-Or和Prasson Tiwari。稀疏多元多项式插值的确定性算法。第二十届ACM计算理论年会论文集,STOC’88,第301-309页,美国纽约州纽约市,1988年。ACM公司。
[12] Berlekamp,Elwyn R.,非二进制BCH解码,IEEE信息理论汇刊,14,242-242,(1968)·doi:10.1109/TIT.1968.1054109
[13] 亚历山德拉·伯纳迪;杰罗姆·布拉查特;皮埃尔·科蒙(Pierre Comon);Mourrain,Bernard,一般张量分解,矩矩阵和应用,符号计算杂志,52,51-71,(2013)·Zbl 1275.15017号 ·doi:10.1016/j.jsc.2012.05.012
[14] 杰雷米·伯托米厄(Jérémy Berthomieu)、布里斯·博伊尔(Brice Boyer)和珍妮·查尔斯·福盖尔(Jean-Charles Faugère)。计算线性递归多维序列Gröbner基的线性代数。符号和代数计算国际研讨会,第61-68页。ACM出版社,2015年·Zbl 1346.68269号
[15] Gregory Beylkin;Monzón,Lucas,《关于用指数和逼近函数》,应用。计算。哈蒙。分析。,19, 17-48, (2005) ·Zbl 1075.65022号 ·doi:10.1016/j.aca.2005.01.003
[16] 杰罗姆·布拉查特;皮埃尔·科蒙(Pierre Comon);伯纳德·穆兰(Bernard Mourrain);Tsigaridas,Elias,对称张量分解,线性代数与应用,4331851-1872,(2010)·Zbl 1206.65141号 ·doi:10.1016/j.laa.2010.06.046
[17] 伊曼纽尔·坎迪斯。;贾斯汀·隆伯格;Tao,Terence,从不完整和不准确的测量中恢复稳定信号,《纯粹和应用数学通讯》,591207-1223,(2006)·邮编1098.94009 ·doi:10.1002/cpa.20124年
[18] 君士坦丁·卡拉瑟·奥多里(Constantin Carathéodory)和利普·费杰(Lipót Fejér)。在Ihren Koeffiziententen和Picard Landauschen Satz担任Harmonischen Funktionen极端音乐总监。巴勒莫马特马蒂马蒂科(Rendiconti del Circolo Matematico di Palermo)(1884-1940)第32卷,第218-239页。1911
[19] 大卫·A·。考克斯、约翰·利特尔和多纳尔·奥谢。理想、多样性和算法.数学本科生课文。施普林格,1992年·Zbl 0756.13017号 ·数字对象标识代码:10.1007/978-1-4757-2181-2
[20] 劳尔·E。Curto和Lawrence A。菲亚尔科。平面数据截断复矩问题的求解美国数学学会,普罗维登斯,R.I,1996年1月·Zbl 0876.30033号
[21] Cuyt,Annie,Padé近似的概念在多变量情况下的推广程度如何?,计算与应用数学杂志,105,25-50,(1999)·Zbl 0945.41012号 ·doi:10.1016/S0377-0427(99)00028-X
[22] Riche de Prony,Baron Gaspard,Essai expérimetal et analypique:《流体膨胀的基础与压力膨胀的基础》,J.Ecole Polytechnique,1,24-76,(1795)
[23] 大卫·艾森堡。交换代数:从代数几何角度看,第150卷,共数学研究生课程Springer-Verlag,1994年。
[24] 穆罕默德·埃尔卡迪和伯纳德·穆兰。多项式系统解决方案简介,第59卷,共页数学与应用施普林格出版社,柏林,2007年·Zbl 1127.13001号 ·doi:10.1007/978-3-540-71647-1
[25] Emsalem,Jacques,Géométrie des pointsépais,S.M.F.公报,106,399-416,(1978)·Zbl 0396.13017号
[26] 安斯特·菲舍尔(Ernst Fischer),《卡拉斯气味问题》,《Potensreihen mit positivem reellen Teil betreffend》,《巴勒莫马特马蒂科洛·马特马提科(Rendiconti del Circolo Matematico di Palermo)》(1884-1940),第32卷,第240-256页,(1911)·doi:10.1007/BF03014797
[27] 帕特里克·菲茨帕特里克(Patrick Fitzpatrick);Norton,Graham H.,《为n维线性递归序列的特征理想寻找基础》,IEEE信息理论汇刊,3611480-1487,(1990)·Zbl 0713.94012号 ·数字对象标识代码:10.1109/18.59953
[28] 弗利斯、米歇尔、《塞里斯侦察》、《rationnelles et al gébriques》、《数学科学公报》。Deuxième Série,94,231-239,(1970)·兹比尔0219.16003
[29] 吉斯布雷希特(Mark Giesbrecht);拉班,乔治;Lee,Wen-shin,多元多项式的符号-数字稀疏插值,J.Symb。计算。,44, 943-959, (2009) ·Zbl 1167.65003号 ·doi:10.1016/j.jsc.2008.11.003
[30] Golub,Gene;Pereyra,Victor,可分离非线性最小二乘法:变量投影法及其应用,反问题,19,r1-r26,(2003)·Zbl 1022.65014号 ·doi:10.1088/0266-5611/19/2/201
[31] 东北。Golyandina和K.D。乌西维奇。奇异谱分析的二维扩展:算法和理论基础。矩阵方法:理论、算法和应用,第449-473页。世界科学出版社,2010年·Zbl 1216.94012号
[32] Stef Graillat和Philippe Trébuchet。计算零维系统根的认证数值逼近的一种新算法。2009年符号和代数计算国际研讨会论文集,第167-174页。ACM,2009年·Zbl 1237.65046号
[33] 沃尔夫冈·格布纳(Wolfgang Gröbner)。根据Macaulaysche逆系统和dessen Bedeutung für die Theory der linearen Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten。汉堡大学Abhandlungen Aus Dem Mathematischen研讨会,第12卷,第1期,第127-132页。施普林格,1937年。
[34] 蔡兴,顾,多圆盘上的有限秩Hankel算子,线性代数及其应用,288269-281,(1999)·Zbl 0947.47022号 ·doi:10.1016/S0024-3795(98)10223-9
[35] Hakopian,Hakop A。;Tonoyan,Mariam G.,常微分方程和系统的偏微分类似物,纽约数学杂志,1089-116,(2004)·Zbl 1073.35182号
[36] 拉尔斯·霍曼德。多元复合分析导论,第7卷。北荷兰,阿姆斯特丹;纽约;美国纽约,第三版,1990年·Zbl 0685.32001号
[37] 安东尼·亚罗比诺和瓦西尔·卡涅夫。幂和、Gorenstein代数和行列式轨迹数学课堂讲稿。斯普林格,1999年·Zbl 0942.14026号 ·doi:10.1007/BFb0093426
[38] 利奥波德·克罗内克。消除Zur理论Einer Variabeln aus Zwei Algebraischen Gleichungen。第535-600页,1880页。
[39] 斯特凡·库尼斯(Stefan Kunis);托马斯·彼得;Römer,Tim;Ohe,Ulrich,Prony方法的多元推广,线性代数及其应用,490,31-47,(2016)·Zbl 1329.65312号 ·doi:10.1016/j.laa.2015.10.023
[40] 拉塞尔,让-伯纳德;莫妮克·洛朗;伯纳德·穆兰(Bernard Mourrain);菲利普·罗斯塔尔斯基;Trébuchet,Philippe,矩矩阵,边界基和实根计算,符号计算杂志,51,63-85,(2013)·Zbl 1276.13021号 ·doi:10.1016/j.jsc.2012.03.007
[41] 莫尼克·洛朗。平方和、矩矩阵和多项式优化。代数几何、IMA体积在数学中的新兴应用及其应用第149卷,第157-270页。施普林格,纽约,2009年·Zbl 1163.13021号
[42] 洛朗,莫尼克;Mourrain,Bernard,矩矩阵的广义平坦扩张定理,Archive der Mathematik,93,87-98,(2009)·Zbl 1183.30030号 ·doi:10.1007/s00013-009-0007-6
[43] Lim,Lek-Heng;Comon,Pierre,盲多线性识别,IEEE信息理论汇刊,601260-1280,(2014)·Zbl 1364.94139号 ·doi:10.1109/TIT.2013.2291876
[44] 弗朗西斯·麦考利(Francis S.Macaulay)。模系统的代数理论。剑桥大学出版社,1916年。
[45] 杰西·F。麦克威廉姆斯和尼尔J.A。斯隆。纠错码理论,第16卷北荷兰出版公司,1977年·Zbl 0369.94008号
[46] Malgrange,Bernard,《方程解的存在与近似》,《粒子方程与卷积方程年鉴》,第6271-355页,(1956)·Zbl 0071.09002 ·doi:10.5802/aif.65
[47] Massey,James,移位寄存器合成和BCH解码,IEEE信息理论事务,第15期,第122-127页,(1969年)·Zbl 0167.18101号 ·doi:10.1109/TIT.1969.1054260
[48] 伯纳德·穆兰(Bernard Mourrain),《孤立点、对偶性和留数》,《纯粹代数和应用代数杂志》,117和118,469-493,(1996)·Zbl 0896.13020号
[49] 伯纳德·穆兰。范式算法的一个新准则。编辑M.Fossorier、H.Imai、Shu Lin和A.Poli,程序。AAECC公司,第1719卷,共页LNCS公司,第430-443页。柏林施普林格,1999年·Zbl 0976.12005号
[50] 伯纳德·穆兰(Bernard Mourrain);潘,维克多·Y。,多元多项式、对偶性和结构矩阵,复杂性杂志,16,110-180,(2000)·Zbl 0963.68232号 ·doi:10.1006/jcom.1999.0530
[51] 伯纳德·穆兰(Bernard Mourrain)和菲利普·特雷布歇(Philippe Trébuchet)。广义范式与多项式系统求解。编辑M.Kauers,程序。符号和代数计算国际研讨会(ISSAC’05),第253-260页,2005年·Zbl 1360.68947号
[52] 乌尔里希奥伯斯特;Pauer,Franz,《线性偏微分方程组和常系数微分方程组的构造解》,多维系统与信号处理,12,253-308,(2001)·Zbl 1014.35015号 ·doi:10.1023/A:1011901522520
[53] Pedersen,Paul S.,线性常系数偏微分方程组幂级数解的基础,数学进展,141,155-166,(1999)·兹伯利0921.35034 ·doi:10.1006/aima.1998.1782
[54] 佩勒,弗拉基米尔·V,《Hankel算子理论的探索》,全纯空间(加州伯克利,1995),数学。科学。Res.Inst.Publ,33,65-120,(1998年)·Zbl 0998.47016号
[55] Victor Pereyra和Godela Scherer,编辑。指数数据拟合及其应用《边沁科学出版社》,2012年·Zbl 1270.65008号
[56] 托马斯·彼得;Plonka,Gerlind,重建线性算子特征函数稀疏和的广义Prony方法,反问题,29,025001,(2013)·Zbl 1276.47093号 ·doi:10.1088/0266-5611/29/2/025001
[57] 格林德·普隆卡(Gerlind Plonka);Tasche,Manfred,Prony结构化函数恢复方法,GAMM-Mitteilungen,37,239-258,(2014)·Zbl 1311.65012号 ·doi:10.1002/gamm.201410011
[58] 丹尼尔·波茨(Daniel Potts);Tasche,Manfred,用近似prony方法估计指数和的参数,信号处理,901631-1642,(2010)·Zbl 1194.94128号 ·doi:10.1016/j.sigpro.2009.11.012
[59] 丹尼尔·波茨(Daniel Potts);Tasche,Manfred,多元指数和的参数估计,数值分析电子交易,40,204-224,(2013)·Zbl 1305.65093号
[60] Power,Stephen C.,有限秩多变量Hankel形式,线性代数及其应用,48,237-244,(1982)·Zbl 0513.15007号 ·doi:10.1016/0024-3795(82)90110-0
[61] 查尔斯·里基尔(Charles Riquier)。微分方程,第二十七卷。高瑟·维拉斯(Gauthier-Villars),1910年。
[62] Paley-Wiener空间上的Rochberg、Richard、Toeplitz和Hankel算子,积分方程和算子理论,10187-235,(1987)·Zbl 0634.47024号 ·doi:10.1007/BF01199078
[63] 理查德·罗伊和托马斯·凯拉斯。ESPRIT——通过旋转不变性技术估计信号参数。IEEE声学、语音和信号处理汇刊,37(7):984-9951989·数字对象标识代码:10.1109/29.32276
[64] Sakata,Shojiro,寻找能够生成给定有限二维数组的最小线性递归关系集,符号计算杂志,5321-337,(1988)·Zbl 0647.68044号 ·doi:10.1016/S0747-7171(88)80033-6
[65] Sauer,Tomas,Prony的多变量方法,Numerische Mathematik,136,411-438,(2017)·兹比尔1377.65048 ·doi:10.1007/s00211-016-0844-8
[66] 劳伦特·施瓦茨(Laurent Schwartz)。分布图赫尔曼出版社,巴黎,1966年·Zbl 0149.09501号
[67] 音乐算法,A.Lee Swindlehurst和Thomas Kailath。存在模型误差时基于子空间方法的性能分析——第一部分,IEEE Trans。《信号处理》,401758-1774,(1992)·Zbl 0850.62267号 ·数字对象标识代码:10.1109/78.143447
[68] 詹姆斯·约瑟夫·西尔维斯特。规范形式论文J.J.Sylvester的数学论文集,第一卷,第34页,剑桥大学出版社。1909年(XV和688)。G.Bell,伦敦,1851年。
[69] Joachim von zur Gatheren和Jürgen Gerhard。现代计算机代数剑桥大学出版社,2013年第3版·Zbl 1277.68002号 ·doi:10.1017/CBO9781139856065
[70] Yang,Zai;谢丽华;Stoica,Petre,多层Toeplitz矩阵的Vandermonde分解及其在多维超分辨中的应用,IEEE信息理论汇刊,62,3685-3701,(2016)·Zbl 1359.94042号 ·doi:10.1109/TIT.2016.2553041
[71] 理查德·齐佩尔(Richard Zippel)。稀疏多项式的概率算法。符号和代数计算国际研讨会论文集《79年欧洲杯》,第216-226页,英国伦敦,1979年。斯普林格·弗拉格·Zbl 0418.68040号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。