Про серійні частково впорядковані множини з додатно означеною квадратичною формою Тітса

Описано всi серiйнi частково впорядкованi множини з додатно означеною квадратичною формою Тiтса i доведено, що довiльна частково впорядкована множина порядку бiльшого за 7 iз додатно означеною формою Тiтса є серiйною....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2006
Hauptverfasser: Бондаренко, В.М., Стьопочкіна, М.В.
Format: Artikel
Sprache:Ukrainian
Veröffentlicht: Інститут математики НАН України 2006
Schriftenreihe:Нелінійні коливання
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/178159
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Про серійні частково впорядковані множини з додатно означеною квадратичною формою Тітса / В.М. Бондаренко, М.В. Стьопочкіна // Нелінійні коливання. — 2006. — Т. 9, № 3. — С. 320-325. — Бібліогр.: 29 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-178159
record_format dspace
spelling irk-123456789-1781592021-02-19T01:27:27Z Про серійні частково впорядковані множини з додатно означеною квадратичною формою Тітса Бондаренко, В.М. Стьопочкіна, М.В. Описано всi серiйнi частково впорядкованi множини з додатно означеною квадратичною формою Тiтса i доведено, що довiльна частково впорядкована множина порядку бiльшого за 7 iз додатно означеною формою Тiтса є серiйною. We have described all series partially ordered sets with positive definite Tits form and prove that an arbitrary partially ordered set of order greater than 7 with a positive definite Tits form is series. 2006 Article Про серійні частково впорядковані множини з додатно означеною квадратичною формою Тітса / В.М. Бондаренко, М.В. Стьопочкіна // Нелінійні коливання. — 2006. — Т. 9, № 3. — С. 320-325. — Бібліогр.: 29 назв. — укр. 1562-3076 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/178159 512.647.2+512.562 uk Нелінійні коливання Інститут математики НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Ukrainian
description Описано всi серiйнi частково впорядкованi множини з додатно означеною квадратичною формою Тiтса i доведено, що довiльна частково впорядкована множина порядку бiльшого за 7 iз додатно означеною формою Тiтса є серiйною.
format Article
author Бондаренко, В.М.
Стьопочкіна, М.В.
spellingShingle Бондаренко, В.М.
Стьопочкіна, М.В.
Про серійні частково впорядковані множини з додатно означеною квадратичною формою Тітса
Нелінійні коливання
author_facet Бондаренко, В.М.
Стьопочкіна, М.В.
author_sort Бондаренко, В.М.
title Про серійні частково впорядковані множини з додатно означеною квадратичною формою Тітса
title_short Про серійні частково впорядковані множини з додатно означеною квадратичною формою Тітса
title_full Про серійні частково впорядковані множини з додатно означеною квадратичною формою Тітса
title_fullStr Про серійні частково впорядковані множини з додатно означеною квадратичною формою Тітса
title_full_unstemmed Про серійні частково впорядковані множини з додатно означеною квадратичною формою Тітса
title_sort про серійні частково впорядковані множини з додатно означеною квадратичною формою тітса
publisher Інститут математики НАН України
publishDate 2006
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/178159
citation_txt Про серійні частково впорядковані множини з додатно означеною квадратичною формою Тітса / В.М. Бондаренко, М.В. Стьопочкіна // Нелінійні коливання. — 2006. — Т. 9, № 3. — С. 320-325. — Бібліогр.: 29 назв. — укр.
series Нелінійні коливання
work_keys_str_mv AT bondarenkovm proseríjníčastkovovporâdkovanímnožinizdodatnooznačenoûkvadratičnoûformoûtítsa
AT stʹopočkínamv proseríjníčastkovovporâdkovanímnožinizdodatnooznačenoûkvadratičnoûformoûtítsa
first_indexed 2025-07-15T16:31:34Z
last_indexed 2025-07-15T16:31:34Z
_version_ 1837731251855818752
fulltext УДК 512 . 647 . 2+512 . 562 ПРО СЕРIЙНI ЧАСТКОВО ВПОРЯДКОВАНI МНОЖИНИ З ДОДАТНО ОЗНАЧЕНОЮ КВАДРАТИЧНОЮ ФОРМОЮ ТIТСА В. М. Бондаренко Iн-т математики НАН України Україна, 01601, Київ 4, вул. Терещенкiвська, 3 e-mail: vit-bond@imath.kiev.ua М. В. Стьопочкiна Київ. нац. ун-т iм. Т. Шевченка Україна, 03680, Київ, прос. Акад. Глушкова, 2, корп. 6 e-mail: StMar@ukr.net We have described all series partially ordered sets with positive definite Tits form and prove that an arbi- trary partially ordered set of order greater than 7 with a positive definite Tits form is series. Описано всi серiйнi частково впорядкованi множини з додатно означеною квадратичною фор- мою Тiтса i доведено, що довiльна частково впорядкована множина порядку бiльшого за 7 iз додатно означеною формою Тiтса є серiйною. Квадратичнi форми виникають при розв’язаннi рiзних задач в алгебрi, геометрiї, теорiї диференцiальних та iнтегральних рiвнянь, теорiї операторiв та iнших областях матема- тики (див., наприклад, [1 – 26]). Серед них важливу роль вiдiграють квадратичнi форми Тiтса для зорiєнтованих графiв, частково впорядкованих множин, алгебр, тощо. Ця стат- тя пов’язана з такими формами. 1. Формулювання основного результату. Нагадаємо спочатку деякi означення. Нехай S — скiнченна чи нескiнченна частково впорядкована (ч. в.) множина. Гово- рять, що S є сумою своїх пiдмножин A1, . . . , As i записують S = A1 + . . . + As, якщо S = ∪s i=1Ai i до того ж Ai ∩ Aj = ∅ для i 6= j. Якщо при цьому елементи рiзних доданкiв завжди непорiвняннi, то S називають прямою сумою вказаних пiдмножин. Далi, згiдно з [27] сума S = A1 + . . . + As називається односторонньою, якщо (з точнiстю до нумерацiї доданкiв) i < j кожного разу, коли iснують елементи b ∈ Ai i c ∈ Aj для i 6= j такi, що b < c. Знову ж таки згiдно з [27] сума S = A1 + . . . + As називається мiнiмаксною, якщо iз x < y, де x i y належать рiзним доданкам, випливає, що x є мiнiмальним, а y — максимальним елементом множини S. Хоча формально пряма сума є мiнiмаксною, да- лi, розглядаючи мiнiмакснi суми, ми завжди вважаємо (для зручностi), що вони не є пря- мими. Зауважимо, що пiд пiдмножиною ч. в. множини S ми завжди розумiємо повну ч. в. пiдмножину (тобто частковий порядок на нiй iндукується частковим порядком на S). Квадратичною формою Тiтса ч. в. множини S називають форму qS(z) : ZS∪0 0 → Z, c© В. М. Бондаренко, М. В. Стьопочкiна, 2006 320 ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 3 ПРО СЕРIЙНI ЧАСТКОВО ВПОРЯДКОВАНI МНОЖИНИ . . . 321 що задається рiвнiстю qS(z) = z2 0 + ∑ i∈S z2 i + ∑ i<j, i, j∈S zizj − z0 ∑ i∈S zi, де ZS∪0 0 — пiдмножина декартового добутку ZS∪0 = {(zi), i ∈ S ∪ 0}, що складається з усiх векторiв iз скiнченним числом ненульових координат (якщо S скiнченна, то ZS∪0 0 = = ZS∪0). Переходимо до формулювання основного результату. Скiнченну чи нескiнченну ч. в. множину S iз додатно означеною формою Тiтса на- зиватимемо серiйною, якщо для будь-якого натурального m iснує ч. в. множина T, така, що: а) S є пiдмножиною T ; б) |T \ S| = m; в) форма Тiтса множини T є додатно означеною. Теорема 1. Будь-яка ч. в. множина порядку бiльшого за 7 iз додатно означеною фор- мою Тiтса є серiйною. У процесi доведення теореми ми вкажемо явний вигляд серiйних ч. в. множин. 2. Будова серiйних частково впорядкованих множин. Ч. в. множину з єдиною парою непорiвнянних елементiв назвемо майже ланцюгом (ланцюгом називається довiльна лi- нiйно впорядкована множина). Шириною ч. в. множини називаємо максимальне число її попарно непорiвнянних елементiв. Доведемо наступну теорему. Теорема 2. Ч. в. множина S з додатно означеною формою Тiтса є серiйною тодi i лише тодi, коли виконано одну з таких умов: 1) S — пряма сума двох ланцюгiв; 2) S — одностороння мiнiмаксна сума двох ланцюгiв; 3) S — пряма сума ланцюга i майже ланцюга. Зауважимо, що в умовах 1) i 3) ланцюги можуть бути порожнiми. Геометрично умови 1) – 3) мають такий вигляд: 1) 2) q q�� � � � � � � �� 3) q qq q�� @@ @@ �� (тут вертикальнi лiнiї є ланцюгами, а похилi вiдрiзки не мiстять промiжних точок). ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 3 322 В. М. БОНДАРЕНКО, М. В. СТЬОПОЧКIНА Ця теорема випливає по сутi iз результатiв роботи [27]. А саме, згiдно з основною теоремою цiєї роботи нескiнченна ч. в. множина має додатно означену форму Тiтса тодi i лише тодi, коли вона має вигляд 1), 2) або 3); це означає, що теорема 2 справедлива для нескiнченних ч. в. множин. Зауважимо, що звiдси випливає, що для нескiнченних ч. в. множин має мiсце i теорема 1 (тому що в ч. в. множинi вигляду 1), 2) або 3) легко вказати таку точку, пiсля замiни якої на ланцюг iз m точок нова ч. в. множина має, вiдповiдно, такий же вигляд). При доведеннi теореми з роботи [27] її автори використали деякий список ч. в. мно- жин, форма Тiтса яких не є додатно означеною; оскiльки цей список скiнченний i склада- ється лише iз скiнченних ч. в. множин, то тим самим доведено, що iснує деяке натуральне число N таке, що будь-яка скiнченна ч. в. множина порядку бiльшого за N iз додатно означеною формою Тiтса має вигляд 1), 2) або 3). Звiдси випливає теорема 2 для скiнчен- них ч. в. множин (див. пояснення для нескiнченних ч. в. множин). Зауважимо, що довести теорему 1 для скiнченних ч. в. множин — це означає показати, що за N можна взяти число 7. З огляду на теорему 2 легко побачити, що ч. в. множина порядку n ≤ 7 з додатно означеною формою Тiтса може не бути серiйною. Наприклад, не є серiйною ч. в. множи- на (порядку 5) T = {a, b1, b2, c1, c2 | b1 < b2, c1 < c2}. 3. Доведення теореми 1 (для скiнченних ч. в. множин). При доведеннi теореми будемо використовувати поняття (min, max)-еквiвалентностi ч. в. множин, введене в [28]. Нагадаємо означення такої еквiвалентностi. Нехай S — ч. в. множина i a — її мiнiмальний (вiдповiдно максимальний) елемент. Для елементiв x, y ∈ S запис x >< y означатиме, що x i y непорiвняннi. Множину елементiв x ∈ ∈ S, непорiвнянних iз фiксованим елементом a ∈ S, позначатимемо S><(a). Одноелемент- нi пiдмножини S завжди ототожнюємо iз самими елементами. Означимо ч. в. множину S↑ a (вiдповiдно S↓ a) таким чином. Як звичайна множина (тобто без урахування часткового порядку) це S, i при цьому частковий порядок на S \ a збере- жено, а a є вже максимальним (вiдповiдно мiнiмальним) елементом i до того ж a > x (вiдповiдно a < x) тодi i лише тодi, коли x ∈ S><(a). Далi будемо писати S↑↑ xy замiсть (S↑ x)↑y тощо. Нехай S i T — ч. в. множини, такi, що S = T як звичайнi множини. Ми називаємо їх (min, max)-еквiвалентними i пишемо T ∼=(min,max) S, якщо T = S ε1ε2...εp x1x2...xp (p ≥ 0), де εi ∈ {↑, ↓} i для кожного i = 1, . . . , p xi — мiнiмальний (вiдповiдно максимальний) елемент S ε1ε2...εi−1 x1x2...xi−1 , якщо εi =↑ (вiдповiдно εi =↓); зауважимо, що при цьому x1, x2, . . . , xp не обов’язково є рiзними. Для p = 0 вважаємо, що T = S. У випадку, коли всi стрiлки в цьому означеннi направленi вгору вiдповiдно вниз), ч. в. множини S i T назвемо min-еквiвалентними (вiдповiдно max-еквiвалентними). Зауважи- мо, що будь-якi (min, max)-еквiвалентнi ч. в. множини є як min-еквiвалентними, так i max- еквiвалентними, але нi доводити це, нi користуватися цим ми в цiй статтi не будемо. У роботi [28] доведено, що (min, max)-еквiвалентнi ч. в. множини мають еквiвалентнi форми Тiтса, i тому природно вивчати ч. в. множини з додатно означеною формою Тiтса з точнiстю до такої еквiвалентностi. ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 3 ПРО СЕРIЙНI ЧАСТКОВО ВПОРЯДКОВАНI МНОЖИНИ . . . 323 Безпосередньо з означення (min, max)-еквiвалентностi випливає наступне тверджен- ня. Твердження. Нехай T1 — множина всiх мiнiмальних елементiв ч. в. множини T поряд- ку n i (iндуктивно) Ti, i > 1, — множина всiх мiнiмальних елементiв T \ (∪i−1 j=1Tj), запис h(x) = i для x ∈ T означатиме, що x ∈ Ti. Тодi для будь-якої послiдовностi без повто- рiв (x1, x2, . . . , xn) такої, що h(x1) ≤ h(x2) ≤ . . . ≤ h(xn), вираз T ′ = T ↑↑...↑ x1x2...xn має сенс, до того ж T ′ = T . Перейдемо безпосередньо до доведення теореми 1 для скiнченних ч. в. множин (вiд- носно нескiнченних ч. в. множин див. попереднiй пункт). Згiдно з теоремою 2 достатньо показати, що довiльна ч. в. множина порядку бiльшого за 7 iз додатно означеною фор- мою Тiтса має вигляд 1), 2) або 3). Ширину ч. в. множини X (максимальне число її попарно непорiвнянних елементiв) позначаємо через w(X). Нехай S — (скiнченна) ч. в. множина. Зафiксуємо в S деякий максимальний елемент a i позначимо через S(a) множину всiх елементiв x ∈ S, таких, що x < a. Зафiксуємо для S(a) деяку послiдовнiсть (y1, y2, . . . , ys), про яку йшла мова у твердженнi, i розгля- немо ч. в. множину T = S↑↑...↑ y1y2...ys . Очевидно, що в T елемент a є як мiнiмальним, так i максимальним. Оскiльки форма Тiтса q(z) ч. в. множини, що складається iз чотирьох попарно непо- рiвнянних елементiв, наприклад 1, 2, 3, 4, не є додатно означеною (q(z) = 0 для z0 = 2, z1 = z2 = z3 = z4 = 1), то випадок w(T ) ≥ 4 є неможливим, а отже, w(T ) ≤ 3. Тодi, очевидно, ч. в. множина P = T ↑ a має ширину w ≤ 2. Отже, ми довели, що ч. в. множина S min-еквiвалентна деякiй частково впорядкова- нiй множинi P , яка має ширину 2: P = S↑↑...↑↑ y1y2...ysa. Тодi S = P ↓↓...↓↓ ays...y2y1 (оскiльки X↑↓ yy = X i X↓↑ zz = X для довiльного мiнiмального елемента y i довiльного максимального елемента z будь-якої ч. в. множини X). Звiдси (з урахуванням п. 2) випливає, що завершити дове- дення теореми 1 можна за такою схемою. I. Показати, шо довiльна ч. в. множина S ширини w ≤ 2 i порядку n > 7 з додатно означеною формою Тiтса має вигляд 1), 2) або 3) (в останньому випадку ланцюг, що є прямим доданком, повинен бути порожнiм, iнакше w = 3). II. Показати, що якщо ч. в. множина S ширини w ≤ 3 i порядку n > 7 має вигляд 1), 2) або 3) i x — максимальний елемент S, то S↓ x є або ч. в. множиною ширини w′ ≤ 2 (а тодi згiдно з п. I вона матиме вигляд 1), 2) або 3)), або ч. в. множиною ширини 3, що має вигляд 3). Вказане в п. I твердження доведено авторами в роботi [29]. Перейдемо до кроку II. Нехай S — ч. в. множина ширини w ≤ 3 i порядку n > 7, яка має вигляд 1), 2) або 3). У другому випадку для визначеностi будемо вважати, що мiнiмальний елемент 1-го ланцюга менший за максимальний елемент 2-го ланцюга. Нехай x — максимальний елемент S i T = S↓ x. Тодi 1.1) якщо S має вигляд 1), то w(T ) ≤ 2 (а саме, T має також вигляд 1)); 2.1) якщо S має вигляд 2) i x належить 1-му ланцюгу, то w(T ) ≤ 2 (а саме, T має також вигляд 2)); 2.2) якщо S має вигляд 2) i x належить 2-му ланцюгу, то T має вигляд 3) (при цьому можливий як випадок w(T ) = 2, так i випадок w(T ) = 3); ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 3 324 В. М. БОНДАРЕНКО, М. В. СТЬОПОЧКIНА 3.1) якщо S має вигляд 3) i x належить ланцюгу, то T має вигляд 3) (при цьому можли- вий як випадок w(T ) = 2, так i випадок w(T ) = 3); 3.2) якщо S має вигляд 3) i x належить майже ланцюгу, причому майже ланцюг має 1 максимальний елемент, то w(T ) = 3 i T має вигляд 3); 3.3) якщо S має вигляд 3) i x належить майже ланцюгу, причому майже ланцюг має 2 максимальних елементи, то w(T ) ≤ 2 (а саме, T має також вигляд 2)). Теорему 1 доведено. Зауважимо, що вказане в п. II твердження є правильним i для n ≤ 7 (доведення ана- логiчне). 1. Дрозд Ю. А. Преобразования Кокстера и представления частично упорядоченных множеств // Функ- цион. анализ и его прил. — 1974. — 8. — C. 34 – 42. 2. Митропольский Ю. А., Самойленко А. М., Кулик В. Л. Применение квадратичных форм к исследова- нию систем линейных дифференциальных уравнений // Дифференц. уравнения. — 1985. — 21, № 5. — С. 776 – 788. 3. Кочубей А. Н. Фундаментальные решения псевдодифференциальных уравнений, связанных с p-ади- ческими квадратичными формами // Изв. РАН. — 1998. — 62, № 6. — C. 103 – 124. 4. Gabriel P. Unzerlegbare Darstellungen // Manuscr. math. — 1972. — 6. — P. 71 – 103, 309. 5. Brenner S. Quivers with commutativity conditions and some phenomenology of forms // Proc. Int. Conf. Represent. Algebras. — Ottawa, Ontario: Carleton Univ., 1974. — Paper № 5. 6. Bongartz K. Algebras and quadratic forms // J. London Math. Soc. — 1983. — 28, № 3. — P. 461 – 469. 7. Ringel C. M. Tame algebras and integral quadratic forms // Lect. Noths Math. — Berlin etc.: Springer, 1984. — 1099. — 376 p. 8. Crandall M. G. Semidifferentials, quadratic forms and fully nonlinear elliptic equations of second order // Ann. Inst. H. Poincaré. Anal. Non Linéare. — 1989. — 6, № 6. — P. 419 – 435. 9. Corovei I. Some functional equations connected with quadratic forms // Anal. Numér. Théor. Approxim. — 1990. — 19, № 2. — P. 123 – 127. 10. Al-Naggar I., Pearson D. B. Quadratic forms and solutions of the Schrödinger equation // J. Phys. A. — 1996. — 29, № 20. — P. 6581 – 6584. 11. Alsina M., Bayer P. Quaternion orders, quadratic forms, and Shimura curves // CRN Monogr. Ser. 22. — Providence, RI: Amer. Math. Soc., 2004. — 196 p. 12. Shimura G. Arithmetic and analytic theories of quadratic forms and Clifford groups // Math. Surv. and Monogr. — Providence, RI: Amer. Math. Soc., 2004. — 109. — 275 p. 13. Hoffmann D. W., Lanhribi A. Quadratic forms and Pfister neighbors in characteristic 2 // Trans. Amer. Math. Soc. — 2004. — № 10. — P. 4019 – 4052. 14. Ateiwi A. M. A study of dichotomy of linear systems of difference equations using the quadratic forms // J. Fract. Calc. — 2004. — 25. — P. 93 – 100. 15. Fang F., Pan J. Secondary Brown-Kervaire quadratic forms and π-manifolds // Forem Math. — 2004. — 16, № 4. — P. 459 – 481. 16. Ueno T. Modular forms arising from zeta functions in two variables attached to prehomogeneous vector spaces related to quadratic forms // Nagoya Math. J. — 2004. — 175. — P. 1 – 37. 17. Chan W. K., Peters M. Quaternary quadratic forms and Hilbert modular surfaces // Contemp. Math. — 2004. — 344. — P. 85 – 97. 18. Kohnen W. Special Siegel modular forms and singular series polynomials of quadratic forms // Ibid. — P. 229 – 236. 19. Laghribi A. Quasi-hyperbolicity of totally singular quadratic forms // Ibid. — P. 237 – 248. 20. Schulze-Pillot R. Representation by integral quadratic forms — a survey // Ibid. — P. 303 – 321. ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 3 ПРО СЕРIЙНI ЧАСТКОВО ВПОРЯДКОВАНI МНОЖИНИ . . . 325 21. Fitzgerald R. W., Yucas J. L. Pensils of quadratic forms over finite fields // Discrete Math. — 2004. — 283. — P. 71 – 79. 22. Li M., Dezhong C. Systems of Hermitian quadratic forms // Can. Math. Bull. — 2004. — 47, № 1. — P. 73 – 81. 23. Car M. Quadratic forms with polynomial coefficients // Acta arithm. — 2004. — 113, № 2. — P. 131 – 155. 24. Bevelacqua A. J. Four dimensional quadratic forms over F (X) where I3 t F (X) = 0 and a failure of the strong Hasse principle // Communs Algebra. — 2004. — 32, № 3. — P. 855 – 877. 25. Teksan A. Representations of positive integers by a direct sum of quadratic forms // Results Math. — 2004. — 46. — P. 146 – 163. 26. Jaschke S., Keúppelberg C., Lindner A. Asymptotic behavior of tails and quantiles of quadratic forms of Gaussian vectors // J. Multivar. Anal. — 2004. — 88, № 2. — P. 252 – 273. 27. Бондаренко В. М., Полищук А. М. О критерии положительной определенности для одного класса бес- конечных квадратичных форм // Нелiнiйнi коливання. — 2003. — 6, № 1. — С. 3 – 14. 28. Bondarenko V. M. On (min, max)-equivalence of posets and applications to the Tits forms// Вiсн. Київ. ун-ту. Фiзика i математика. — 2005. — № 1. — С. 24 – 25. 29. Bondarenko V. M., Styopochkina M. V. On posets of width two with positive Tits form// Algebra and Discrete Math. — 2005. — № 2. — P. 11 – 22. Одержано 05.04.2006 ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 3