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Jack 多项式


Jack 多项式是多元正交多项式族,依赖于正参数 alpha。Jack 多项式的正交性在 Macdonald (1995, p. 383) 中得到证明。Jack 多项式有着丰富的历史,并且 alpha 的特殊情况已被更广泛地研究(Dumitriu et al. 2004)。下表总结了其中一些特殊情况。

alpha特殊多项式
1/2四元数区域多项式
1Schur 多项式
2区域多项式

Jack (1969-1970) 最初定义了最终以他的名字命名的多项式,当时他试图评估与非中心 Wishart 分布 相关的积分(James 1960, Hua 1963, Dumitriu et al. 2004)。Jack 指出,alpha=1 的情况是 Schur 多项式,并推测 alpha=2 是区域多项式。Foulkes (1974) 提出了为多项式寻找组合解释的问题,随后 Knop 和 Sahi (1997) 回答了这个问题。后来的作者将 Schur 和区域多项式的许多已知性质推广到 Jack 多项式(Stanley 1989, Macdonald 1995)。Jack 多项式在 随机矩阵 理论中尤其有用(Dumitriu et al. 2004)。

Jack 多项式推广了单项标量函数 x^k,它在复平面中的单位圆 |z|=1 上是正交的,权重函数为 unity w(z)=1。因此,n 元 Jack 多项式 I^n 的区间可以被认为是 n 维环面(Dumitriu et al. 2004)。

Jack 多项式有几个等效的定义(直到某些归一化约束),以及三种常见的归一化方式(“C”、“J”和“P”)。“J”归一化使最低阶单项式 monomial [1^n] 的系数恰好等于 n!,而“P”归一化是首一的。

m_alpha=m_alpha(X_1,...,X_n) 表示所有单项式 x^beta 的和,其中 beta 范围涵盖 alpha=[alpha_1,...,alpha_n] 的所有不同排列。那么,前几个 Jack “J” 多项式由下式给出

J_([1])^alpha=m_([i])
(1)
J_([2])^alpha=(1+alpha)m_([2])+2m_([1,1])
(2)
J_([1,1])^alpha=2m_([1,1])
(3)
J_([3])^alpha=(1+alpha)(2+alpha)m_([3])+3(1+alpha)m_([2,1])+6m_([1,1,1])
(4)
J_([2,1])^alpha=(2+alpha)m_([2,1])+6m_([1,1,1])
(5)
J_([1,1,1])^alpha=6m_([1,1,1])
(6)

(Dumitriu et al. 2004 年表 1)。

lambda=[a_1,a_2,...,a_(l(lambda))] 为一个 partition,那么 Jack 多项式 P_lambda^alpha 可以定义为相对于 inner product 正交的函数

 <p_lambda,p_mu>_alpha=alpha^(l(lambda))z_lambdadelta_(lambdamu),
(7)

其中 delta_(ij)Kronecker deltaz_lambda=product_(i=1)^(l(lambda))a_1!i^(a_i),其中 a_iilambda 中出现的次数 (Macdonald 1995, Dumitriu et al. 2004)。

Jack 多项式 C_kappa^alpha 是 Laplace-Beltrami 型算子的唯一齐次多项式本征函数

 D^*=sum_(i=1)^mx_i^2(d^2)/(dx_i^2)+2/alphasum_(1<=i!=j<=m)(x_i^2)/(x_i-x_j)d/(dx_i)
(8)

其特征值为 rho_k^alpha+k(m-1),最高阶项对应于 kappa (Muirhead 1982, Dumitriu 2004)。这里,

 rho_kappa^alpha=sum_(i=1)^mk_i[k_i-1-2/alpha(i-1)]
(9)

其中 kappak 的一个分划,m 是变量的数量。


另请参阅

Macdonald 多项式, Schur 多项式, 区域多项式

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参考文献

Dumitriu, I.; Edelman, A.; and Shuman, G. "MOPS:多元正交多项式(符号方式)。" https://arxiv.org/abs/math-ph/0409066. 2004 年 9 月 24 日。Foulkes, H. O. "对称函数的一些组合方面的调查。" In Permutations. Paris: Gauthier-Villars, 1974.Hua, L. K. 经典域中多个复变量函数的调和分析。 Providence, RI: Amer. Math. Soc., 1963.Jack, H. "一类带参数的对称多项式。" Proc. Roy. Soc. Edinburgh Sec. A: Math. Phys. Sci. 69, 1-18, 1969-70.James, A. T. "协方差矩阵的潜在根的分布。" Ann. Math. Stat. 31, 151-158, 1960.James, A. T. "从正态样本导出的矩阵变量和潜在根的分布。" Ann. Math. Stat. 35, 475-501, 1964.Kadell, K. "Selberg-Jack 多项式。" Adv. Math. 130, 33-102, 1997.Knop, F. and Sahi, S. "Jack 多项式的递归和组合公式。" Invent. Math. 128, 9-22, 1997.Lasalle, M. "Jack 多项式的一些组合猜想。" Ann. Combin. 2, 61-83, 1998.Macdonald, I. G. 对称函数和 Hall 多项式,第二版。 Oxford, England: Oxford University Press, pp. 383 and 387, 1995.Muirhead, R. J. 多元统计理论的方面。 New York: Wiley, 1982.Stanley, R. P. "Jack 对称函数的一些组合性质。" Adv. in Math. 77, 76-115, 1989.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

Jack 多项式

请这样引用

Weisstein, Eric W. "Jack 多项式。" 来自 MathWorld--Wolfram 网络资源。 https://mathworld.net.cn/JackPolynomial.html

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