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カテゴリ:受験・資格・勉強
37 零測度 2023/05/06/19:01
$n\in\mathbb{Z}\Rightarrow n,n+1,n+2\in\mathbb{Z}\wedge n<n+1<n+2\;\text{conti. in}\;\mathbb{Z}.$
$$\Rightarrow\text{minimum}+\text{maximum}=n+(n+2)=2n+2=2(n+1)=2\times\text{middle},$$where $\text{minimum}=n,\;\text{middle}=n+1$ and $\text{maximum}=n+2.$

36 零測度 2023/05/06/18:43
$n\in\mathbb{Z}\Rightarrow n,n+1,n+2\in\mathbb{Z}.$
It is clear that $n<n+1<n+2$ are continuous in $\mathbb{Z}.$
Since $n$ is minimum, $n+1$ is middle and $n+2$ is maximum number among them,
it follows $$\text{minimum}+\text{maximum}=n+(n+2)=2(n+1)=2\times\text{middle}.$$

35  2023/05/06/18:32
*削除済み

34 零測度 2022/10/08/23:39
Let $\mathbb{C},\;\mathbb{D}$ denote the complex plane and the unit disk in $\mathbb{C},$ respectively.
Suppose that $z,\;a\in\mathbb{D}.$ Then the Moebius transfromation w.r.t. $a\in\mathbb{D}$ satisfies that
\begin{equation}\label{MOB}
\left|\frac{z-a}{1-\overline{a}z}\right| \le \delta < 1
\end{equation}
Since $|a|,\delta<1,$ it holds
$$(\ref{MOB})
\iff |z-a|^{2} \le \delta^{2}|1 - \overline{a}z|^{2}
$$$$
\iff (z-a)(\overline{z}-\overline{a}) \le \delta^{2} (1-\overline{a}z)(1-a\overline{z})
$$$$
\iff |z|^{2} + |a|^{2} - (z\overline{a}+\overline{z}a) \le \delta^{2} (1+|a|^{2}|z|^{2} -(z\overline{a}+\overline{z}a))
$$$$
\iff |z|^{2} - \frac{1-\delta^{2}}{1-\delta^{2}|a|^{2}}(z\overline{a}+\overline{z}a) \le \frac{\delta^{2} - |a|^{2}}{1-\delta^{2}|a|^{2}}
$$$$
\iff \left(z - \frac{1-\delta^{2}}{1-\delta^{2}|a|^{2}}a\right)\left(\overline{z} - \frac{1-\delta^{2}}{1-\delta^{2}|a|^{2}}\overline{a}\right)
\le \frac{\delta^{2} - |a|^{2}}{1-\delta^{2}|a|^{2}} + \frac{(1-\delta^{2})^{2}|a|^{2}}{(1-\delta^{2}|a|^{2})^{2}}
$$$$
\iff \left|z - \frac{1-\delta^{2}}{1-\delta^{2}|a|^{2}}a\right|^{2}
\le \frac{(1-|a|^{2})^{2}\delta^{2}}{(1-\delta^{2}|a|^{2})^{2}}
$$$$
\iff \left|z - \frac{1-\delta^{2}}{1-\delta^{2}|a|^{2}}a\right|
\le \frac{(1-|a|^{2})\delta}{1-\delta^{2}|a|^{2}}.
$$ It follows that
$$
\left|\frac{z-a}{1-\overline{a}z}\right| \le \delta \iff
\left|z - \frac{(1-\delta^{2})a}{1-\delta^{2}|a|^{2}}\right|
\le \frac{(1-|a|^{2})\delta}{1-\delta^{2}|a|^{2}}.
$$
By the triangle inequality, it follows
$$
|z|-\frac{(1-\delta^{2})|a|}{1-\delta^{2}|a|^{2}}
\le
\left|z - \frac{(1-\delta^{2})a}{1-\delta^{2}|a|^{2}}\right|
\le \frac{(1-|a|^{2})\delta}{1-\delta^{2}|a|^{2}}
$$
and we have
$$|z| \le \frac{(1-\delta^{2})|a|}{1-\delta^{2}|a|^{2}} + \frac{(1-|a|^{2})\delta}{1-\delta^{2}|a|^{2}} = \frac{\delta+|a|}{1+|a|\delta}.
$$

33 零測度 2022/09/24/13:53
商環ではない商群の例

$\mathbb{K}$を体とし, $n\ge2$ に対して $G:=GL(n,\mathbb{K})$ を考える.
$G$ は行列の乗法に関して非可換群をなす. また加法に関して閉じていないため環ではない.
非自明な真部分群 $N=\{A\in GL(2,\mathbb{K})\mid A=\lambda E, \lambda\in\mathbb{K}\backslash\{0\}\}$ を考える. ここで $E$ は $GL(n,\mathbb{K})$ の単位元である.
この時, $G\triangleright N$ は明らか. $N$ の元はすべて可換なので $N$ は $G$ の中心でもある.
$A,B\in G$ の同値関係を $A\sim B\iff {}^{\exists}\lambda\in \mathbb{K}\backslash\{0\}, A=\lambda B$ と定義する. このとき写像 $\varphi:G\owns A\mapsto B=\frac{1}{\det{A}}A \in SL(n,\mathbb{K})$ は商群
$$SL(n,\mathbb{K}) = \{[\varphi(A)]\mid A\in G\} = G/N$$
を与える. これは $\{g\in SL(n,\mathbb{K})\}$ を代表元とする類別となる.

これは行列の拡大縮小を正規部分群とした商群の例になっている.
他にも回転と反転に関して同様に生成できるはず.


32 零測度 2022/09/08/14:53
正規部分群の例として下記は正しいか

$p,n$ を $p\mid n$ なる正整数とする.
位数 $n$ の巡回群 $G=<a>$ を考えると, $N:=<a^p>\le G$ は自明.
$\Lambda_{p}:=\{0,1,\dots,p-1\}$ と書く.
$C_k:=\{a^\mu \in G \mid \mu\equiv k\mod{p}\}\quad(k \in \Lambda_{p})$
とおけば
$C_k N C_{p-k}= N$ が成り立つので, $N \triangleleft G$ が従う.
$C_k \cap C_{j} =\emptyset\quad(j\not\equiv k\mod{p}),G=\bigsqcup_{k\in \Lambda_{p}}C_{k}$ は自明なので $C_k$ は類別である.


31 零測度 2022/08/30/20:32
上の$3.$の式
誤;$\frac{i}{\sqrt{2}}$
正;$\sqrt{2}i$


30 零測度 2022/08/30/20:30
$y=x^{2x}$ に $x=-\frac{1}{2}$ を入れるとどうなるか

$1.$指数部を先に計算する
$$y = \left(-\frac{1}{2}\right)^{2\left(-\frac{1}{2}\right)}=\left(-\frac{1}{2}\right)^{-1}=-2$$
$2.$先に$2$乗を計算する
$$y = \left(\left(-\frac{1}{2}\right)^{2}\right)^{-\frac{1}{2}}=\left(\frac{1}{4}\right)^{-\frac{1}{2}}=\pm2$$
$3.$先に$x$乗を計算する
$$y = \left(\left(-\frac{1}{2}\right)^{-\frac{1}{2}}\right)^{2}=\left(\frac{i}{\sqrt{2}}\right)^{2}=-2$$
$4.$複素で計算する
$$f(z):=z^{2z}=\exp{\left(2z\log{z}\right)}\Rightarrow y=f\left(-\frac{1}{2}\right)=\exp{\left(-\log\left({-\frac{1}{2}}\right)\right)}=-2$$

$2.$の経路をたどると、もとの値が実数のため符号(偏角)情報が落ちる。これはそのままでは復元不可なので、他の経路で計算するほうがよい. $4.$が本来の経路.

29 零測度 2022/08/21/17:59
【問】
$(X,\rho)$を距離空間, $\overline{X}$をその閉包, $X$は$\overline{X}$上稠密とする.
$\{r_{n}\}$を$\overline{X}$上のコーシー列とすると, $r=\lim_{n\to\infty}x_{n}\in\overline{X}$と言えるか

【解】
$\overline{X}$は$X$の集積点全体の集合だから, すべての$r_{n}$の任意の近傍に$X$の点が無限に存在する. 数列に$r_{n}\in X$なる$n$が無限に存在する場合, 極限が$\overline{X}$内にあることは自明.
$r_{n}\in X$なる$n$が有限とすると, $$\forall\varepsilon>0, \exists N\;\text{s.t.}\;|r-r_{n}|<\varepsilon\;\text{for}\;n>N$$
また$r\notin\overline{X}$かつ$\overline{X}$が閉集合より, $\exists \delta>0\;\text{s.t.}\;\rho(\overline{X},r)>\delta$がしたがい, $\varepsilon<\delta$ととれば, $n>N$なる$r_{n}$の近傍に$x$の元が存在せず, 集積点であることに矛盾.

28 零測度 2022/07/13/18:13
$$
\left\{\begin{array}{lcl}x&=&r\cos\theta\\y&=&r\sin\theta\end{array}\right.
\leadsto
\left\{\begin{array}{lcl}dx&=&dr\cos\theta-d\theta r\sin\theta\\dy&=&dr\sin\theta+d\theta r\cos\theta\end{array}\right.
$$
$$
\det\begin{bmatrix}dx & 0 \\ 0 & dy\end{bmatrix} = \det\begin{bmatrix} \cos\theta & -r\sin\theta \\ \sin\theta & r\cos\theta\end{bmatrix}\begin{bmatrix} dr & 0 \\ 0 & d\theta\end{bmatrix}
\leadsto
dxdy = r drd\theta$$

27 零測度 2022/07/11/16:57
上の正誤: $M_{n}$ ではなくて $M_{n}(\mathbb{K})$

26 零測度 2022/07/11/16:55
[Matrix Diagonalization]

Suppose that $$A=(a_{jk})\in M_{n}.$$
Let $\lambda_{k}\in\mathbb{K}$ and $\bm{p}_{k}\in\mathbb{K}^{n}$ denote eigen values and vectors of $A$ respectively. Suppose that $\bm{p}_{k}$ is a vertical vector, i.e., $\bm{p}_{k}=\begin{bmatrix}p_{1k}\\\vdots\\p_{nk}\end{bmatrix}.$ It holds $A\bm{p}_{k}=\lambda_{k}\bm{p}_{k}.$
Let $P:=\begin{bmatrix}\bm{p}_1,\cdots,\bm{p}_{n}\end{bmatrix}$ denote a matrix consists of egen vectors of $A.$

Then if $\det{A}\ne0$ holds, it follows
$$
P^{-1}AP=P^{-1}\begin{bmatrix}\lambda_{1}\bm{p}_{11}&\dots&\lambda_{n}\bm{p}_{1n}\\\vdots&\ddots&\vdots\\\lambda_{1}\bm{p}_{n1}&\cdots&\lambda_{n}\bm{p}_{nn}\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}\lambda_{1}&\cdots&0\\\vdots&\ddots&\vdots\\0&\cdots&\lambda_{n}\end{bmatrix}
$$

25  2022/07/11/14:42
*削除済み

24  2022/07/11/11:23
*削除済み

23 零測度 2022/07/03/19:06
一旦 $\det$を忘れて, 交代性と行線型性のみを仮定して $$f:M_{n}(\mathbb{K})\to\mathbb{K}$$ を考える. ここで $n$ は有限とする.
$M_{n}(\mathbb{K})\owns A_{n}=\left(a_{j,k}\right)$ に対し, 線型性から $a_{j,k}$ に関する一次式になり、さらに行線型性から各項に行から一要素かつ一要素のみが入ることがわかる. これより 各項の形式は $\prod_{j=1}^{n}a_{j\sigma(j)}$の形式になることが従い. 交代性から$\text{sign}(\sigma)$がかかることが従う. これより $$f=c\sum_{\sigma\in S(n)}\text{sign}(\sigma)\prod_{j=1}^{n}a_{j\sigma(j)}$$ が従う. これを $f:E_{n}\mapsto 1_{\mathbb{K}}$ で正規化すると先の帰納的定義と一致する. つまり先の$\det$は正規化、交代性、行線型性から一意に定まる.


22 零測度 2022/07/02/22:33
同様に$3$次の行列式を
$A=\begin{bmatrix}a&b&c\\d&e&f\\g&h&i\end{bmatrix}$ に対し $$
\det{A}=aei+bfg+cdh-afh-bdi-ceg$$ で定義する.
このとき $$\det{A}=a\begin{bmatrix}e&f\\h&i\end{bmatrix}+b\begin{bmatrix}d&f\\g&i\end{bmatrix}+c\begin{bmatrix}d&e\\g&h\end{bmatrix}$$ が成立する. 同様に他の行や列でもくくれる. つまり$3$次の行列式は$2$次の行列式に展開できる.

また交換性($2$つの行を入れ替えると行列式の符号が変わる)・行線型性・列線型性は$2$次、$3$次共通で持つ性質である.
ここから$4$次以上の行列式を$3$次による展開から帰納的に定義する. 具体的には $A_{n}=\{a_{j,k}\}$ に対し $$
\det{A} = \sum_{\sigma\in S(n)}\text{sign}(\sigma)a_{1,\sigma(1)}a_{2,\sigma(2)}\dots a_{n,\sigma(n)}
$$ と定義する. ここで $\sigma$ は $n$ の順列全体の集合 $S(n)$ の元 $\sigma=(\sigma(1),\dots,\sigma(n))$, sign は順列中の転倒数.

ここで問題になるのが, この定義は well-defined であるか, である.

21 零測度 2022/07/02/21:42
$a,b,c,d$を既知として次式を満たす$p,q,r,s$を求める. $$\begin{bmatrix}a&b\\c&d\end{bmatrix}\begin{bmatrix}p&q\\r&s\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}1&0\\0&1\end{bmatrix}$$ $A:=\begin{bmatrix}a&b\\c&d\end{bmatrix},P:=\begin{bmatrix}p&q\\r&s\end{bmatrix},E:=\begin{bmatrix}1&0\\0&1\end{bmatrix}$とおく.
四元連立式 $AP=E$ を解いて $$
P=\frac{1}{ad-bc}\begin{bmatrix}d&-b\\-c&a
\end{bmatrix} $$ を得る. ここで$ad-bc\ne0$でなければこの式は成立しない. また $PA=E$ も成立する.
ここで $$\det{A}:=:\left|A\right|:=ad-bc$$ を$2$次の行列式と定義する.


20 零測度 2022/04/17/11:50
[級数ボット]
$$\sqrt[3]{6+\sqrt[3]{6+\sqrt[3]{6+\sqrt[3]{\dots}}}}=2$$

$$\begin{array}{lll}
&S:=\sqrt[3]{6+\sqrt[3]{6+\sqrt[3]{6+\sqrt[3]{\dots}}}}\\
\Rightarrow& S=\sqrt[3]{6+S}\\
\Rightarrow&S^{3}=6+S\\
\Rightarrow&S^{3}-S-6=(S-2)(S^2+2S+3)=0\\
\Rightarrow&S=2,\;-1\pm\sqrt{2}i
\end{array}$$


19  2022/04/17/11:48
*削除済み

18 零測度 2022/04/10/15:04
ERATTA
$16$の下から2つ目の式の最後の$=$は$\overset{n\to\infty}{\longrightarrow}$の間違い

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