2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


Посмотреть правила форума



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Определители трехдиагональных матриц
Сообщение25.09.2019, 14:25 


17/02/15
78
При нахождении определителей $\alpha_n$ трехдиагональных матриц методом рекурсии решается характеристическое уравнение $\lambda^2+p\lambda+q=0$.
В случае, например, $\lambda_1\ne\lambda_2$, базис $$e_1=(\lambda_1,...,\lambda_1^n,...),$$
$$e_2=(\lambda_2,...,\lambda_2^n,...).$$
и $\alpha_n=c_1\lambda_1^n+c_2\lambda_2^n.$
В случае, когда корни характеристического уравнения комплексные $\lambda_{1,2}=c \pm di $, решение представляется в виде $\alpha_n=(a-bi)(c+di)^n+(a+bi)(c-di)^n$.
При любом $n$ это выражение принадлежит множеству вещественных чисел $\forall n\;\alpha_n \in \mathbb {R} $:

$n=1\Rightarrow$ $\alpha_n=2ac+2bd,$
$n=2\Rightarrow$ $\alpha_n=2ac^2+4bdc-2ad^2,$
$n=3\Rightarrow$ $\alpha_n=2ac^3+6bdc^2-6acd^2-2bd^3$ и т.д.
В какие области математики ведет этот факт? Числа Эйзенштейна, конформные отображения (какие?).
Подскажите. Данный факт - это гиперссылка... куда? Какие статьи, книги, монографии содержат рассмотрение данного факта, с чем он связан?

 Профиль  
                  
 
 Re: Определители трехдиагональных матриц
Сообщение26.09.2019, 12:18 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
 !  A.M.V., не надо дублировать темы в разных разделах. Дубль удален.

 Профиль  
                  
 
 Re: Определители трехдиагональных матриц
Сообщение26.09.2019, 12:36 
Заслуженный участник


18/01/15
3229
A.M.V. в сообщении #1417314 писал(а):
трехдиагональных матриц

Каких ? Изобразите матрицу в явном виде. Как в ней участвуют $p$, $q$ и др ?
A.M.V. в сообщении #1417314 писал(а):
Числа Эйзенштейна, конформные отображения (какие?).
Это тут совершенно ни при чем.
A.M.V. в сообщении #1417314 писал(а):
Данный факт - это гиперссылка... куда?

В задачник по алгебре, и даже не Кострикина, а Проскурякова. Там примеров на рекуррентное нахождение определителя море.

 Профиль  
                  
 
 Re: Определители трехдиагональных матриц
Сообщение26.09.2019, 16:00 


17/02/15
78
Для вычисления трехдиагональных определителей следующего вида:
$D_n=\begin{vmatrix} a & b & 0 &...& 0&0\\c& a &b&...& 0&0\\0& c& a&...&0&0 \\ .& .& .&...&.&.\\0& 0& 0&...&c&a\end{vmatrix}.$
Рассмотрим множество $s$ бесконечных числовых последовательностей (линейное пространство)
$x=\{\alpha_1,...,\alpha_n,...\}, \alpha \in \mathbb {Z}.$
Тогда возможны следующие линейные операции
1)$\lambda x=\{\lambda\alpha_1,...,\lambda\alpha_n,...\},$
2)$x+y=\{\alpha_1+\beta_1,...,\alpha_n+\beta_n,...\}$, если $y=\{\beta_1,...,\beta_n,...\}, \beta \in \mathbb {C}.$
Подпространством $F$ в $s$ будем считать множество всех последовательностей $x$, для элементов которых выполняется реккурентное соотношение (разностное уравнение второго порядка):
$$\alpha_n=p\alpha_{n-1}+q\alpha_{n-2},n\in \mathbb {Z},n>2$$
$\dim(F)=2$.
Построим базис $F$, в котором последовательность $x$ может быть представлена как $x=c_1\lambda_1+c_2\lambda_2$.
Составим характеристическое уравнение $\lambda^2+p\lambda+q=0.$
$\lambda_1\ne\lambda_2$,
тогда базис $$e_1=(\lambda_1,...,\lambda_1^n,...),$$
$$e_2=(\lambda_2,...,\lambda_2^n,...).$$
и $\alpha_n=c_1\lambda_1^n+c_2\lambda_2^n.$
Для определения $c_1$ и $c_2$ нужно составить и решить систему линейных уравнений:
$$\left\{
\begin{aligned}
\lambda_1c_1+\lambda_2c_2=\alpha_1,\\
\lambda_1^2c_1+\lambda_2^2c_2=\alpha_2.
\end{aligned}\right.$$
Решая систему получаем, что
$$c_1=\frac{\alpha_2-\alpha_1\lambda_2}{\lambda_1(\lambda_1-\lambda_2)},$$
$$c_2=\frac{\alpha_1\lambda_1-\alpha_2}{\lambda_2(\lambda_1-\lambda_2)}.$$
Тогда формула для вычисления $n$-го элемента последовательности $x$ $\alpha_n$ при $\lambda_1\ne\lambda_2$ представима в виде:
$$\alpha_n=c_1\lambda_1^n+c_2\lambda_2^n=\frac{\alpha_2-\alpha_1\lambda_2}{\lambda_1(\lambda_1-\lambda_2)}\lambda_1^n+\frac{\alpha_1\lambda_1-\alpha_2}{\lambda_2(\lambda_1-\lambda_2)}\lambda_2^n.$$

Тогда при $\lambda \in \mathbb {C}, $ $\alpha_n=(a-bi)(c+di)^n+(a+bi)(c-di)^n \in \mathbb {Z}$ , и связаны с биномиальными коэффициентами.

Вопрос связан с числами типа $\alpha_n=(a-bi)(c+di)^n+(a+bi)(c-di)^n$ как отображениями $ \mathbb {C} \rightarrow \mathbb {Z}$.
В какой области математики они ещё встречаются?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 4 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group