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Encontrar los datos de Vandermonde para satisfacer V*1=p

Me gustaría afirmar algo sobre la existencia de soluciones $x_1,x_2,\dots,x_n \in \mathbb{R}$ al conjunto de ecuaciones

$\sum_{j=1}^n x_j^k = np_k$ , $k=1,2,\dots,m$

para las constantes adecuadas $p_k$ . Por "adecuado", quiero decir que hay algunos requisitos básicos que el $p_k$ deben satisfacer claramente para que haya alguna solución ( $p_{2k} \ge p_k^2$ por ejemplo).

Hay muchas maneras de ver esta pregunta: encontrar las coordenadas $(x_1,\dots,x_n)$ en $n$ -El espacio donde se cruzan todas estas estructuras geométricas (hiperplano, hiperesfera, etc.). O bien, se puede ver esto como la determinación de la $x_j$ necesaria para generar la matriz truncada de Vandermonde $V$ (sin la fila de 1's) tal que $V{\bf 1} = np$ donde ${\bf 1} = (1,1,\dots,1)^T$ y $p = (p_1,\dots,p_m)^T$ .

No estoy convencido de que tenga que haber una solución cuando uno tiene $m$ grados de libertad $x_1,\dots,x_m$ (igual que el número de ecuaciones). De hecho, sería interesante incluso poder demostrar que para un número finito $m$ ecuaciones $k=1,2,\dots,m$ que uno podría encontrar $x_1,\dots,x_n$ para un límite de $n$ (es decir, el número de puntos de datos necesarios no se dispara).

Una pregunta posterior sería preguntar si se requieren soluciones ordenadas, es decir $x_1 \le x_2 \le \dots \le x_n$ , hace que la solución sea única para los casos en que existe una solución.

Nota: $m=2$ es fácil. Hay al menos una solución = el punto o los puntos en los que una recta corta una circunferencia dado que $p_2 \ge p_1^2$ .

Cualquier indicación sobre este tema sería útil, especialmente los nombres de los problemas que se le parecen.

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Richard Stanley Puntos 19788

Un resultado relevante es el Corolario de la página 203 de Gantmacher, Teoría de la matriz vol. 2. En particular (si estoy interpretando correctamente este Corolario) cuando $n=m$ existen soluciones reales distintas si y sólo si el $n\times n$ matriz $A$ es positiva definida, donde $A_{ij}=np_{i+j-2}$ (ajuste $p_0=1$ ). La condición es claramente necesaria, ya que $A=VV^t$ , donde $V$ es la matriz de Vandermonde $V_{ij}=x_j^{i-1}$ .

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