[線代] vandermonde 矩陣證明

看板Math作者 (飄飄渺渺所為誰)時間9年前 (2014/09/16 20:26), 編輯推噓1(1020)
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大家好, 最近念線代,讀到了vandermonde的証明, 因為我的書是研所補習班整理的書,我覺得它用的方法不夠嚴謹, 想請問這個証明方法在數學上OK嗎? 証 Det Ak = 丌1<=j<=i<=k(連乘) (xi-xj) http://goo.gl/vaw0ko 這是該書上的証明方式。 依我的了解,它的主要步驟如下: 1. 將vandermonde矩陣用函數表逹,其中矩陣的最後一列為函數的自變數。 2. 根據列運算的定理,兩列相等determine為0,可以得到 X1=X2=........=Xn-1 是為方程的根 則函數可達為: f(x) = (x-X1)(x-X2)......(x-Xn-1) 3. 接著必需判斷常數項。因為函數表達方式為最後一列展開進行降階法 所以可知最後一行最後一列的常數項為,去掉最後一行最後一列的行列式Cn-1, 而將整理過的方程展開,可知x^n-1次常數為1,得知常數項應乘以Cn-1 4. 因為Cn-1剛好是f(Xn - 1),所以利用遞迴可得証。 而 proof wiki的証明,我覺得較直觀 https://proofwiki.org/wiki/Vandermonde_Determinant proof 1 方法 主要是用 列運算,將第一行及第一列化為0 則透過determine定理,可發現可提出丌k=2 to n(xk-x1),而後面的矩陣用降階運算, 剛好又是Vn-1,所以遞迴可得証。 ---------------------------------------------------------------------------- 我的問題是,第一種証明法,以函數根的角度下去推導,在2 及 3 的方程式運算 雖邏輯感覺沒問題,感覺還是假設,沒有數學定理support 那麼這個証明是否就不好 感覺像wiki或第一個網站,寫成規納証明就合理多了。 怕我敘述或理解部分有錯,附上書本上的證明原文 https://www.flickr.com/photos/127894695@N08/15234279616/in/photostream/ https://www.flickr.com/photos/127894695@N08/15256891632/in/photostream/ 夠長就不縮了 感謝大家! --

03/20 17:58,
怎麼可能同時六根......
03/20 17:58

03/20 18:00,
樓上 又到了見證奇蹟的時刻~
03/20 18:00

03/20 18:01,
六個鄉民都奈米屌有可能啊 三樓就是
03/20 18:01

03/20 18:01,
是五樓啦
03/20 18:01

03/20 18:03,
MAGIC!!!!!!!
03/20 18:03

工喜三樓
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09/16 22:27, , 1F
(1)書上的沒有問題,利用Z[{x_i}]是graded UFD而已
09/16 22:27, 1F

09/16 22:30, , 2F
(2)你的感覺是analysis跟synthesis的分別,習慣就好
09/16 22:30, 2F

09/16 22:38, , 3F
書上用的正正就是proofwiki proof 2,不是proof 1
09/16 22:38, 3F

09/16 22:57, , 4F
我懂書上是用proove 2 只是我最近剛學證明 我想歸納
09/16 22:57, 4F

09/16 22:58, , 5F
假設證明跟利用定理直接證明 是正確的證明方法
09/16 22:58, 5F

09/16 22:59, , 6F
但書上寫的方式不是歸納法 卻有假設(非定理導出)
09/16 22:59, 6F

09/16 22:59, , 7F
所以證明如果這樣寫是ok的嗎
09/16 22:59, 7F

09/16 23:02, , 8F
(我所認為的假設 是比較得到係數那段 因為有可能)
09/16 23:02, 8F

09/16 23:03, , 9F
還會有其它解。所以應該要先用歸納法假設在座證明
09/16 23:03, 9F

09/16 23:04, , 10F
還是說f(x)的根就真的只有那些數 因為列運算=
09/16 23:04, 10F

09/16 23:05, , 11F
0這個定理? 數學真是有趣阿...Y
09/16 23:05, 11F

09/16 23:07, , 12F
可能想法差在 我不確定根針的只有x1~xn-1 可是
09/16 23:07, 12F

09/16 23:07, , 13F
這的確是事實 而且可以導出吧!
09/16 23:07, 13F

09/16 23:41, , 14F
這一點由代數基本定理所保證: 該多項式為 N-1 次式
09/16 23:41, 14F

09/16 23:42, , 15F
而且我們找到了 N-1 個不同的根, 所以就是它們了
09/16 23:42, 15F

09/16 23:42, , 16F
(這裡有個小 trick: 要先討論兩行相同時行列式為 0
09/16 23:42, 16F

09/16 23:43, , 17F
結論顯然成立, 然後再討論 x_i 都不同的狀況
09/16 23:43, 17F

09/16 23:43, , 18F
這樣上面的推論才能有「不同」這一前提)
09/16 23:43, 18F

09/16 23:50, , 19F
對喔...我忘記代數基本定理還有這條了...那就保證了
09/16 23:50, 19F

09/16 23:50, , 20F
感謝詳細回答! 我認為數學證明應該嚴謹,所以我才會
09/16 23:50, 20F

09/16 23:51, , 21F
懷疑書本上不嚴謹 說到底 還是我底子不夠深 xd 謝囉
09/16 23:51, 21F
文章代碼(AID): #1K62naeK (Math)