Polynomimatriisit

Tämän tutkielman sisältö voidaan karkeasti jakaa kahteen osaan. Ensimmäisessä on tarkoituksena tarkastella polynomimatriiseja ja erityisesti osoittaa toimiviksi kaksi niiden muokkaamiseen soveltuvaa algoritmia. Algoritmit toimivat osittain samalla idealla kuin lineaarialgebran perusteista tuttu Gaus...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Lindberg, Antti
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Matematiikan ja tilastotieteen laitos, Department of Mathematics and Statistics, University of Jyväskylä, Jyväskylän yliopisto
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2014
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/44091
_version_ 1826225732137779200
author Lindberg, Antti
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_facet Lindberg, Antti Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto Lindberg, Antti Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_sort Lindberg, Antti
datasource_str_mv jyx
description Tämän tutkielman sisältö voidaan karkeasti jakaa kahteen osaan. Ensimmäisessä on tarkoituksena tarkastella polynomimatriiseja ja erityisesti osoittaa toimiviksi kaksi niiden muokkaamiseen soveltuvaa algoritmia. Algoritmit toimivat osittain samalla idealla kuin lineaarialgebran perusteista tuttu Gaussin ja Jordanin menetelmä. Polynomit tuovat menetelmiin kuitenkin uutta sisältöä erityisesti jaollisuusominaisuuksiensa vuoksi. Tarkasteltavat matriisit ovat aina neliömatriiseja, ja polynomien kerroinkunnan karakteristika oletetaan nollaksi. Ensimmäinen algoritmi osoittaa, että Gaussin menetelmän polynomimatriiseille yleistetyillä rivioperaatioilla voidaan aina muokata polynomimatriisi yläkolmiomuotoon. Toinen puolestaan ottaa käyttöön myös sarakeoperaatiot. Tällöin voidaan muokata mikä tahansa polynomimatriisi sellaiseksi diagonaalimatriisiksi, jonka nollasta eroavat lävistäjäpolynomit ovat perusmuotoisia, ja edellinen jakaa aina seuraavan. Lisäksi nollapolynomit voivat esiintyä lävistäjällä vain siten, että nollapolynomia seuraava lävistäjäpolynomi on myös nollapolynomi. Tällaista muotoa olevaa polynomimatriisia kutsutaan alkuperäisen matriisin Smithin normaalimuodoksi. Se on lisäksi yksikäsitteinen, mikä on myös tarkoituksena osoittaa. Tulos tarkoittaa myös sitä, että jokainen polynomimatriisi on ekvivalentti Smithin normaalimuotonsa kanssa. Tutkielman toisena osana on esitellyn polynomimatriisien teorian hyödyntäminen kuntakertoimisten matriisien teoriassa. Yhtenä keskeisimpänä tavoitteena on määritellä kuntakertoimisen matriisin karakteristinen polynomi käyttämättä lainkaan determinanttia. Tämä tapahtuu hyödyntämällä polynomimatriisin yläkolmiomuotoa. Vaihtoehtoisena laskutapana esitetään myös polynomirenkaan osamääräkuntaa hyödyntävä keino. Toinen tämän jälkimmäisen osan päätavoitteista on määritellä Smithin normaalimuodon avulla kuntakertoimiselle matriisille similaarisuusinvariantit ja osoittaa, että niistä voidaan päätellä matriisin Frobeniuksen ja Jordanin muodot. Teoria pohjautuu lauseeseen, jonka mukaan kuntakertoimiset matriisit A ja B ovat similaariset täsmälleen silloin, kun polynomimatriisit A-xI ja B-xI ovat ekvivalentit. Toisin sanoen näillä polynomimatriiseilla on silloin sama Smithin normaalimuoto.
first_indexed 2024-09-11T08:48:56Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.author", "value": "Lindberg, Antti", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2014-08-25T13:22:51Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2014-08-25T13:22:51Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2014", "language": null, "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.other", "value": "oai:jykdok.linneanet.fi:1444589", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/44091", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4m\u00e4n tutkielman sis\u00e4lt\u00f6 voidaan karkeasti jakaa kahteen osaan. Ensimm\u00e4isess\u00e4 on tarkoituksena tarkastella polynomimatriiseja ja erityisesti osoittaa toimiviksi kaksi niiden muokkaamiseen soveltuvaa algoritmia. Algoritmit toimivat osittain samalla idealla kuin lineaarialgebran perusteista tuttu Gaussin ja Jordanin menetelm\u00e4. Polynomit tuovat menetelmiin kuitenkin uutta sis\u00e4lt\u00f6\u00e4 erityisesti jaollisuusominaisuuksiensa vuoksi. Tarkasteltavat matriisit ovat aina neli\u00f6matriiseja, ja polynomien kerroinkunnan karakteristika oletetaan nollaksi. \n\nEnsimm\u00e4inen algoritmi osoittaa, ett\u00e4 Gaussin menetelm\u00e4n polynomimatriiseille yleistetyill\u00e4 rivioperaatioilla voidaan aina muokata polynomimatriisi yl\u00e4kolmiomuotoon. Toinen puolestaan ottaa k\u00e4ytt\u00f6\u00f6n my\u00f6s sarakeoperaatiot. T\u00e4ll\u00f6in voidaan muokata mik\u00e4 tahansa polynomimatriisi sellaiseksi diagonaalimatriisiksi, jonka nollasta eroavat l\u00e4vist\u00e4j\u00e4polynomit ovat perusmuotoisia, ja edellinen jakaa aina seuraavan. Lis\u00e4ksi nollapolynomit voivat esiinty\u00e4 l\u00e4vist\u00e4j\u00e4ll\u00e4 vain siten, ett\u00e4 nollapolynomia seuraava l\u00e4vist\u00e4j\u00e4polynomi on my\u00f6s nollapolynomi. T\u00e4llaista muotoa olevaa polynomimatriisia kutsutaan alkuper\u00e4isen matriisin Smithin normaalimuodoksi. Se on lis\u00e4ksi yksik\u00e4sitteinen, mik\u00e4 on my\u00f6s tarkoituksena osoittaa. Tulos tarkoittaa my\u00f6s sit\u00e4, ett\u00e4 jokainen polynomimatriisi on ekvivalentti Smithin normaalimuotonsa kanssa.\n\nTutkielman toisena osana on esitellyn polynomimatriisien teorian hy\u00f6dynt\u00e4minen kuntakertoimisten matriisien teoriassa. Yhten\u00e4 keskeisimp\u00e4n\u00e4 tavoitteena on m\u00e4\u00e4ritell\u00e4 kuntakertoimisen matriisin karakteristinen polynomi k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4tt\u00e4 lainkaan determinanttia. T\u00e4m\u00e4 tapahtuu hy\u00f6dynt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 polynomimatriisin yl\u00e4kolmiomuotoa. Vaihtoehtoisena laskutapana esitet\u00e4\u00e4n my\u00f6s polynomirenkaan osam\u00e4\u00e4r\u00e4kuntaa hy\u00f6dynt\u00e4v\u00e4 keino. Toinen t\u00e4m\u00e4n j\u00e4lkimm\u00e4isen osan p\u00e4\u00e4tavoitteista on m\u00e4\u00e4ritell\u00e4 Smithin normaalimuodon avulla kuntakertoimiselle matriisille similaarisuusinvariantit ja osoittaa, ett\u00e4 niist\u00e4 voidaan p\u00e4\u00e4tell\u00e4 matriisin Frobeniuksen ja Jordanin muodot. Teoria pohjautuu lauseeseen, jonka mukaan kuntakertoimiset matriisit A ja B ovat similaariset t\u00e4sm\u00e4lleen silloin, kun polynomimatriisit A-xI ja B-xI ovat ekvivalentit. Toisin sanoen n\u00e4ill\u00e4 polynomimatriiseilla on silloin sama Smithin normaalimuoto.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted using Plone Publishing form by Antti Lindberg (antantli) on 2014-08-25 13:22:51.185408. Form: Pro gradu -lomake (https://kirjasto.jyu.fi/julkaisut/julkaisulomakkeet/pro-gradu-lomake). JyX data: [jyx_publishing-allowed (fi) =True]", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by jyx lomake-julkaisija (jyx-julkaisija@noreply.fi) on 2014-08-25T13:22:51Z\nNo. of bitstreams: 2\nURN:NBN:fi:jyu-201408252627.pdf: 483520 bytes, checksum: f77cd03fb7690f9d77c67a296d1ea203 (MD5)\nlicense.html: 4775 bytes, checksum: 28a10d0a03f5d06805f8b16a5868e5f6 (MD5)", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2014-08-25T13:22:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2\nURN:NBN:fi:jyu-201408252627.pdf: 483520 bytes, checksum: f77cd03fb7690f9d77c67a296d1ea203 (MD5)\nlicense.html: 4775 bytes, checksum: 28a10d0a03f5d06805f8b16a5868e5f6 (MD5)\n Previous issue date: 2014", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "1 verkkoaineisto (58 sivua)", "language": null, "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Matriisiteoria", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Lineaarialgebra", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Polyomimatriisit", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Karakteristinen polynomi", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Smithin normaalimuoto", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Similaarisuusinvariantit", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Frobeniuksen muoto", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Jordanin muoto", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Polynomimatriisit", "language": null, "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-201408252627", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Matematiikan ja tilastotieteen laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Mathematics and Statistics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Matematiikka", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Mathematics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.updated", "value": "2014-08-25T13:22:52Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "updated", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": "fi", "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4041", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "matriisiteoria", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "lineaarialgebra", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "polynomit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "matriisit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_44091
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:56:12Z
main_date 2014-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2014
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/88375630-a273-4932-9677-9ba7e6e3be82\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-201408252627.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2014
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Lindberg, Antti Polynomimatriisit Matriisiteoria Lineaarialgebra Polyomimatriisit Karakteristinen polynomi Smithin normaalimuoto Similaarisuusinvariantit Frobeniuksen muoto Jordanin muoto Matematiikka Mathematics 4041 matriisiteoria lineaarialgebra polynomit matriisit
title Polynomimatriisit
title_full Polynomimatriisit
title_fullStr Polynomimatriisit Polynomimatriisit
title_full_unstemmed Polynomimatriisit Polynomimatriisit
title_short Polynomimatriisit
title_sort polynomimatriisit
title_txtP Polynomimatriisit
topic Matriisiteoria Lineaarialgebra Polyomimatriisit Karakteristinen polynomi Smithin normaalimuoto Similaarisuusinvariantit Frobeniuksen muoto Jordanin muoto Matematiikka Mathematics 4041 matriisiteoria lineaarialgebra polynomit matriisit
topic_facet 4041 Frobeniuksen muoto Jordanin muoto Karakteristinen polynomi Lineaarialgebra Matematiikka Mathematics Matriisiteoria Polyomimatriisit Similaarisuusinvariantit Smithin normaalimuoto lineaarialgebra matriisit matriisiteoria polynomit
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/44091 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201408252627
work_keys_str_mv AT lindbergantti polynomimatriisit