(Translated by https://www.hiragana.jp/)
ロンスキー行列式 - Wikipedia コンテンツにスキップ

ロンスキー行列ぎょうれつしき

出典しゅってん: フリー百科ひゃっか事典じてん『ウィキペディア(Wikipedia)』
ロンスキアンから転送てんそう

数学すうがくとく線型せんけい代数だいすうがくにおけるロンスキー行列ぎょうれつしき(ロンスキーぎょうれつしき、えい: Wronski determinant)またはロンスキアンえい: Wronskian)は Józef Hoene-Wronski (1812)導入どうにゅうした行列ぎょうれつしきで、Thomas Muir (1882, Chapter XVIII)づけた。微分びぶん方程式ほうていしき研究けんきゅうにおいてもちいられ、かい集合しゅうごう線型せんけい独立どくりつであることをしめすのに利用りようされる。

定義ていぎ[編集へんしゅう]

2 つの函数かんすう f, g のロンスキー行列ぎょうれつしきW(f, g) = fg'gf'あたえられる。より一般いっぱんに、n または複素数ふくそすう函数かんすう f1, ..., fn区間くかん I うえn − 1 かいまで微分びぶん可能かのうとするとき、それらのロンスキー行列ぎょうれつしき W(f1, ..., fn) とは

定義ていぎされる I うえ函数かんすうう。ここで fi(j)(x) ≔ d jf/dx j(x), また fi = (fi(0),..., fi(n − 1))t である。つまり、だい 1 ぎょうかく函数かんすうだい 2 ぎょうはそれらの 1 かいしるべ函数かんすう以下いか同様どうようだい (n − 1)-かいしるべ函数かんすうまでをならべてできる行列ぎょうれつ[ちゅう 1]行列ぎょうれつしきである。

かんがえる函数かんすうぞく fi線型せんけい微分びぶん方程式ほうていしきかいであるとき、そのロンスキー行列ぎょうれつしきアーベルの恒等こうとうしきもちいて明示めいじてきもとめられる[ちゅう 2]

ロンスキー行列ぎょうれつしき線型せんけい独立どくりつせい[編集へんしゅう]

函数かんすうぞく fi線型せんけい従属じゅうぞくならば、ロンスキー行列ぎょうれつしきれつもそうなるから、微分びぶん作用素さようそ線型せんけいせいによってロンスキー行列ぎょうれつしきえる[ちゅう 3]ゆえにロンスキー行列ぎょうれつしきは、ロンスキー行列ぎょうれつしき恒等こうとうてきえないことをることによって、微分びぶん函数かんすう集合しゅうごうがある区間くかんじょう線型せんけい独立どくりつであることをしめすのに利用りようできる。

よくある間違まちがいに、いたところ W = 0 なることから線型せんけい従属じゅうぞくせいしたがうとかんがえることがげられるが、Peano (1889)函数かんすう x2 および |x|x連続れんぞくしるべ函数かんすうちロンスキー行列ぎょうれつしきいたところえるにもかかわらず、これらが 0 の任意にんい近傍きんぼうにおいて線型せんけい従属じゅうぞくでないことを指摘してきしている。つまり、線型せんけい従属じゅうぞくせい保証ほしょうするためにはロンスキー行列ぎょうれつしき区間くかんじょうえるだけでは十分じゅうぶんでなくて,なんらかの追加ついか条件じょうけん必要ひつようである。そのような条件じょうけんれいはいくつか存在そんざいする。たとえば Peano (1889) では、函数かんすう解析かいせきてきならばよいことがべられる。また Bochner (1901) にはほかにもいくつかの条件じょうけん提示ていじされていて、たとえば n 函数かんすうのロンスキー行列ぎょうれつしき恒等こうとうてきえていて、かつそれらの函数かんすうから n − 1 えらんでできる n のロンスキー行列ぎょうれつしきのすべてが同時どうじえるてんがどこにもなければ、それらの函数かんすう線型せんけい従属じゅうぞくである。Wolsson (1989a) はより一般いっぱん条件じょうけんのもとで、ロンスキー行列ぎょうれつしきえることから線型せんけい従属じゅうぞくせいられることをしめしている。

一般いっぱんされたロンスキー行列ぎょうれつしき[編集へんしゅう]

n 変数へんすう函数かんすうたいして、一般いっぱんされたロンスキー行列ぎょうれつしき (generalized Wronskian) とは、かく (i, j)-成分せいぶんDi(fj) (0 ≤ i < n)あたえられる n × n 行列ぎょうれつ行列ぎょうれつしきう。ただし、かく Dii-かい適当てきとう定数ていすう係数けいすう線型せんけいへん微分びぶん作用素さようそとする。あたえられた函数かんすうぞく線型せんけい従属じゅうぞくならば一般いっぱんロンスキー行列ぎょうれつしきすべえるが、一変いっぺんすう場合ばあい同様どうようぎゃく一般いっぱんにはただしくない(つまり、すべての一般いっぱんロンスキ行列ぎょうれつえるからとってそれらの線型せんけい従属じゅうぞくせいえない)。ただし、おおくの特別とくべつ場合ばあいにはぎゃくつ。たとえば、かんがえる函数かんすうぞくかく函数かんすう多項式たこうしきで、そのすべての一般いっぱんロンスキー行列ぎょうれつしきえるならば、その函数かんすうぞく線型せんけい従属じゅうぞくである。ロスは一般いっぱんロンスキー行列ぎょうれつしきかんするこの結果けっかロスの定理ていり証明しょうめいもちいた。ぎゃくつより一般いっぱん条件じょうけんについては Wolsson (1989b)よ。

関連かんれん項目こうもく[編集へんしゅう]

注釈ちゅうしゃく[編集へんしゅう]

  1. ^ したがってこれは正方まさかた行列ぎょうれつす。基本きほん行列ぎょうれつ (fundamental matrix)ばれることもある。
  2. ^ これは函数かんすうぞく fiかっていないときでもえる。
  3. ^ つまり、行列ぎょうれつしきが 0 になる。

参考さんこう文献ぶんけん[編集へんしゅう]