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¿Cómo es el algoritmo de Buchberger una generalización del algoritmo de Euclides MCD?

Se dice en muchos lugares (por ejemplo, en el artículo de Wikipedia para el algoritmo de Buchberger) que el algoritmo de Buchberger para encontrar la base de Groebner es una generalización de Euclides del MCD algoritmo.

Esto no es obvio para mí. Sólo pensar en dos polinomios $f(x)=a_n x^n + \cdots a_0$, e $g(x)=b_m x^m + \cdots b_0$, con $n>m$. Empezar por encontrar la resta polinomio $S(f,g)$, aquí No veo una pista de Euclides del algoritm y qué es lo que tiene que hacer con Euclides de la DPC algoritmo.

Por favor, no responder que tanto Euclides y Buchberger producir el mismo resultado. Ya sé que. Me cuestiono acerca de cómo un algoritmo de Buchberger) reducir a la otra (Euclides) para los polinomios univariados.

Alguna pista?

Gracias.

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Diego Mijelshon Puntos 40314

Gracias a @user26857, por su gran sugerencia.

Asumir \begin{equation} f(x) = a_n x^n + a_{n-1} x^{n-1} + \cdots + a_0 , \quad g(x) = b_m x^m + b_{n-1} x^{n-1} + \cdots + b_0 , \end{equation} y $n \ge m$, $a_n \ne 0 \ne b_m$. Tenemos $\text{LM}(f)=x^n$$\text{LM}(g)=x^m$. Llamamos a $L= \text{LCM}[ \, \text{LM}(f), \text{LM}(g)] = x^{n}$. Entonces, por definición \begin{eqnarray} S(f,g) &=& \frac{L}{\text{LT}(f)} f - \frac{L}{\text{LT}(g)} g \\ &=& \frac{x^n}{a_n x^n} f - \frac{x^n}{b_m x^m} g \\ &=& \frac{1}{a_n} \left ( f - \frac{ a_n x_n}{b_m x^m}g \right) \\ &=& \frac{1}{a_n} \left (f - \frac{\text{LT}(f)}{\text{LT}(g)} g \right ) \end{eqnarray} Por otro lado, el primer paso en el algoritmo de Euclides es el la división de $f$$g$. Este paso se logra mediante la búsqueda de la resto \begin{equation} r_1 = f - \frac{\text{LT}(f)}{{\text{LT}(g)}} g . \end{equation} Ajuste de la $1/a_n$ a un lado (hasta una multiplicación por escalares cualquiera distinto de cero varios de los GCD$(f,g)$ Gr\"{o}hübner base de miembro) tenemos que $S(f,g)=r_1$. Si $\text{deg}(r_1) < \text{deg}(f)$ hemos terminado con este resto, de lo contrario, nos mantenemos a la reducción de hasta $\text{deg}(r_1) < \text{deg}(f)$.

El algoritmo de Buchberger comienza con $G=\{f, g \}$, y luego, si $r_1 \ne 0$, add (añadir) $r$$G$. Que es $G = \{f, g , r_1 \}$. El siguiente paso es reducir el $r_1$ con respecto a $G$. Desde $\text{deg}(r_1) < \text{deg}(f)$, sólo tenemos que reducir $r$ con respecto al $g$. Es decir, dividimos $r$$g$, y seguir haciendo esto hasta que $r_n=0$. (No podemos demostrar que el algoritmo termina. Es lo que hace. Ese no es el propósito de este ejercicio). Entonces $G=\{f, r_1, \dots, r_{n-1} \}$. Nos encontramos con que $\text{GCD}(f,g)=r_{n-1}$, y se encuentra como si estuviéramos haciendo el algoritmo de Euclides en lugar de el algoritmo de Buchberger.

Que $G$ puede ser reducido a $G=\{r_{n-1} \}= \{ \text{GCD}(f,g)\}$ es otra historia.

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