三维组合矩阵的定义

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摘 要 本文首先介绍了二维组合矩阵类的定义,然后给出了三维组合矩阵类的定义,并给出简单的举例。

关键词二维组合矩阵类 三维组合矩阵类

一、 引 言

2006年R.A.Brualdi 出版了《Combinatorial Matrix Class》,第一次提出了组合矩阵类的概念;给出了此类矩阵存在的充分必要条件;分析了结构特点,如矩阵的秩,迹,所对应的行列式,积和式的值;论证了一些组合参数及线性代数参数在矩阵类上的意义。同时还定义了实对称矩阵类及Tournament 矩阵类,并对存在条件,基本结构,及特殊的矩阵作了详细的论述。本文在此基础是提出了三维组合矩阵的概念。

二、 二维组合矩阵类

设为阶矩阵,记

分别为矩阵的行和与列和。并记

分别为矩阵的行和向量与列和向量。

易知向量与满足等式方程:

(2-1)

记为矩阵的所有元素之和。若、为非负向量,满足(2-1)式,和为且不为0,则阶矩阵,其中,

是具有行和为,列和为的矩阵。

我们也可以按下列方式构造一个具有行和为,列和为的非负矩阵。如果,则是唯一的满足条件的矩阵;如果,则是唯一的满足条件的矩阵。现在假设。我们选取,不妨假设。令,并定义

,则,由归纳假设,则一定存在一个阶矩阵具有行和为,列和为,这样矩阵

是一个非负的具有行和为,列和为的矩阵。由这种方式得到的矩阵最多有个正元素。

我们记

为行和向量为,列和向量为的所有非负矩阵集合。

定理2.1.1 设为非负向量,则非空的充要条件为等式(2-1)成立。

如果我们对于矩阵附加其他一些要求,则等式1.1就不再是矩阵存在的充分条件。例如,不存在行和向量为,列和向量为,且元素只能为0或1的阶矩阵。

定义 2.1.1 设向量,若阶(0,1)矩阵满足行和向量为,列和向量为,则的全体所构成的集合称(0,1)矩阵类,记为

三、三维组合矩阵类的定义

定义3.1.1 设是正整数,

是非负整数矩阵,是具有满足下列条件的三维阶(0,1)矩阵的集合

即 是具有行和矩阵,列和矩阵,纵和矩阵的三维阶

(0,1)矩阵的集合,则称为三维(0,1)矩阵类。

例如:

则三维矩阵定义为

属于。

事实上,的轴方向矩阵为

的轴方向矩阵为

满足条件(1)(2)(3)

参考文献:

[1]Richard A.Brualdi,Combinatorial Matrix Class [M],Cambridge Uni Press,2006

[2]H.J.Ryser,Combinatorial Mathematic [M],The Mathematical association of America, 1963

[3]徐利治,计算组合数学[M],上海科技技术出版社,1983

[4]柳柏濂,组合矩阵论[M],科学出版社,2005

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本文来源:http://www.zhangdahai.com/shiyongfanwen/qitafanwen/2023/0330/577449.html

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