連続(数学)
代数では、 連続体は三重対角行列の行列式を表す多変量多項式であり、一般化された連続分数に適用されます。
定義
n番目の連続 Kn(x1、x2、…、xn){\ displaystyle K_ {n}(x_ {1}、\; x_ {2}、\; \ ldots、\; x_ {n})}が定義されています再帰的に
K0 = 1; {\ displaystyle K_ {0} = 1; \、} K1(x1)= x1; {\ displaystyle K_ {1}(x_ {1})= x_ {1}; \、} Kn(x1、 x2、…、xn)= xnKn−1(x1、x2、…、xn−1)+ Kn-2(x1、x2、…、xn−2)。{\ displaystyle K_ {n}(x_ {1}、 \; x_ {2}、\; \ ldots、\; x_ {n})= x_ {n} K_ {n-1}(x_ {1}、\; x_ {2}、\; \ ldots、\; x_ {n-1})+ K_ {n-2}(x_ {1}、\; x_ {2}、\; \ ldots、\; x_ {n-2})。\、}物性
- 連続的なKn(x1、x2、…、xn){\ displaystyle K_ {n}(x_ {1}、\; x_ {2}、\; \ ldots、\; x_ {n})}は次のように計算できます。 x 1、...、 x nのすべての可能な積の合計で、連続する項の任意の数の互いに素なペアが削除されます( オイラーの規則 )。たとえば、K5(x1、x2、x3、x4、x5)= x1x2x3x4x5 + x3x4x5 + x1x4x5 + x1x2x5 + x1x2x3 + x1 + x3 + x5。{\ displaystyle K_ {5}(x_ {1}、\; x_ {2 }、\; x_ {3}、\; x_ {4}、\; x_ {5})= x_ {1} x_ {2} x_ {3} x_ {4} x_ {5} \; + \; x_ {3} x_ {4} x_ {5} \; + \; x_ {1} x_ {4} x_ {5} \; + \; x_ {1} x_ {2} x_ {5} \; + \; x_ {1} x_ {2} x_ {3} \; + \; x_ {1} \; + \; x_ {3} \; + \; x_ {5}。}
- 連続行列は、三重対角行列の行列式として計算できます:Kn(x1、x2、…、xn)= det(x110⋯0-1x21⋱⋮0-1⋱⋱0⋮⋱⋱⋱10⋯0-1xn)。 {\ displaystyle K_ {n}(x_ {1}、\; x_ {2}、\; \ ldots、\; x_ {n})= \ det {\ begin {pmatrix} x_ {1}&1&0&\ cdots&0 \ \ -1&x_ {2}&1&\ ddots&\ vdots \\ 0&-1&\ ddots&\ ddots&0 \\\ vdots&\ ddots&\ ddots&\ ddots&1 \\ 0&\ cdots&0&-1&x_ {n} \ end {pmatrix}}。}
- Kn(1、…、1)= Fn + 1 {\ displaystyle K_ {n}(1、\; \ ldots、\; 1)= F_ {n + 1}}、( n +1)-stフィボナッチ数。
- Kn(x1、…、xn)Kn−1(x2、…、xn)= x1 + Kn−2(x3、…、xn)Kn−1(x2、…、xn)。{\ displaystyle {\ frac {K_ {n}(x_ {1}、\; \ ldots、\; x_ {n})} {K_ {n-1}(x_ {2}、\; \ ldots、\; x_ {n})}} = x_ {1} + {\ frac {K_ {n-2}(x_ {3}、\; \ ldots、\; x_ {n})} {K_ {n-1}(x_ {2}、\; \ ldots、\; x_ {n})}}。}
- 連続体の比率は、次のように連続部分を表します(収束):Kn(x1、…、xn)Kn-1(x2、…、xn)== x1 + 1x2 + 1x3 +…。{\ displaystyle {\ frac {K_ {n }(x_ {1}、\; \ ldots、x_ {n})} {K_ {n-1}(x_ {2}、\; \ ldots、\; x_ {n})}} == x_ {1 } + {\ frac {1} {\ displaystyle {x_ {2} + {\ frac {1} {x_ {3} + \ ldots}}}}}}
- 次の行列の同一性が保持されます:(Kn(x1、…、xn)Kn-1(x1、…、xn-1)Kn-1(x2、…、xn)Kn-2(x2、…、xn-1)) =(x1110)×…×(xn110){\ displaystyle {\ begin {pmatrix} K_ {n}(x_ {1}、\; \ ldots、\; x_ {n})&K_ {n-1}(x_ { 1}、\; \ ldots、\; x_ {n-1})\\ K_ {n-1}(x_ {2}、\; \ ldots、\; x_ {n})&K_ {n-2}( x_ {2}、\; \ ldots、\; x_ {n-1})\ end {pmatrix}} = {\ begin {pmatrix} x_ {1}&1 \\ 1&0 \ end {pmatrix}} \ times \ ldots \ times {\ begin {pmatrix} x_ {n}&1 \\ 1&0 \ end {pmatrix}}}。
- 行列式については、Kn(x1、…、xn)⋅Kn-2(x2、…、xn-1)−Kn−1(x1、…、xn−1)⋅Kn−1(x2、…、xn )=(− 1)n。{\ displaystyle K_ {n}(x_ {1}、\; \ ldots、\; x_ {n})\ cdot K_ {n-2}(x_ {2}、\; \ ldots、\; x_ {n-1})-K_ {n-1}(x_ {1}、\; \ ldots、\; x_ {n-1})\ cdot K_ {n-1}(x_ {2 }、\; \ ldots、\; x_ {n})=(-1)^ {n}。}
- また、Kn−1(x2、…、xn)⋅Kn+ 2(x1、…、xn + 2)−Kn(x1、…、xn)⋅Kn+ 1(x2、…、xn + 2)=(− 1)n + 1xn + 2。{\ displaystyle K_ {n-1}(x_ {2}、\; \ ldots、\; x_ {n})\ cdot K_ {n + 2}(x_ {1}、\ ; \ ldots、\; x_ {n + 2})-K_ {n}(x_ {1}、\; \ ldots、\; x_ {n})\ cdot K_ {n + 1}(x_ {2}、 \; \ ldots、\; x_ {n + 2})=(-1)^ {n + 1} x_ {n + 2}。}
汎化
K(n)は 、1の多項式であるよう...、nは 、1 B、...、B N-1及びc一般的な定義は、3つのシーケンスa、bおよびcに対してcontinuantを取り1、...、 c n −1。この場合、再帰関係は次のようになります
K0 = 1; {\ displaystyle K_ {0} = 1; \、} K1 = a1; {\ displaystyle K_ {1} = a_ {1}; \、} Kn = anKn-1-bn-1cn-1Kn-2 。{\ displaystyle K_ {n} = a_ {n} K_ {n-1} -b_ {n-1} c_ {n-1} K_ {n-2}。\、}b rとc rは積b r c rとしてのみKに入るため、 b rがすべて1に等しいと仮定しても一般性は失われません。
拡張された連続体は、正確には三重対角行列の行列式です。
(a1b10…00c1a2b2…000c2a3…00⋮⋮⋮⋱⋮⋮000…an−1bn−1000…cn−1an)。{\ displaystyle {\ begin {pmatrix} a_ {1}&b_ {1}&0&\ ldots&0&0 \\ c_ {1}&a_ {2}&b_ {2}&\ ldots&0&0 \\ 0&c_ {2}&a_ {3}&\ ldots&0&0 \\\ vdots&\ vdots&\ vdots&\ ddots&\ vdots&\ vdots \ \ 0&0&0&\ ldots&a_ {n-1}&b_ {n-1} \\ 0&0&0&\ ldots&c_ {n-1}&a_ {n} \ end {pmatrix}}。ミュアの本では、一般化された継続は単に継続と呼ばれます。