Quellcodebibliothek Statistik Leitseite products/Sources/formale Sprachen/GAP/pkg/gbnp/doc/examples/   (Algebra von RWTH Aachen Version 4.15.1©)  Datei vom 29.7.2024 mit Größe 6 kB image not shown  

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gap> ######################### BEGIN COPYRIGHT MESSAGE #########################
GBNP - computing Gröbner bases of noncommutative polynomials
Copyright 2001-2010 by Arjeh M. Cohen, Dié A.H. Gijsbers, Jan Willem
Knopper, Chris Krook. Address: Discrete Algebra and Geometry (DAM) group
at the Department of Mathematics and Computer Science of Eindhoven
University of Technology.

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gap> ########################## END COPYRIGHT MESSAGE ##########################

gap> ### filename = "example02.g"
gap> ### authors Cohen & Gijsbers

gap> ### THIS IS A GAP PACKAGE FOR COMPUTING NON-COMMUTATIVE GROBNER BASES
gap> 
gap> ### Last change: August 29 2001.
gap> ### amc

<#GAPDoc Label="Example02">
<Section Label="Example02"><Heading>A truncated Gröbner basis for Leonard pairs</Heading>
To provide Terwilliger with experimental dimension information in low degrees for his theory of Leonard pairs
a truncated  Gröbner basis computation was carried out as follows.
<P/>
First load the package and set the standard infolevel <Ref
InfoClass="InfoGBNP" Style="Text"/> to 1 and the time infolevel <Ref
Func="InfoGBNPTime" Style="Text"/> to 2 (for more information about the info
level, see Chapter <Ref Chap="Info"/>).

<Listing><![CDATA[
gap> LoadPackage("gbnp", false);
true
gap> SetInfoLevel(InfoGBNP,1);
gap> SetInfoLevel(InfoGBNPTime,2);
]]></Listing>

We truncate the example by putting all monomials of degree <M>n</M> in the
ideal by means of the function <C>MkTrLst</C> to be introduced below;
a better way to compute the
result is by means of the truncated GB algorithms (See <Ref
Sect="Example12"/>).
<P/>
We want to truncate at degree 7 so we have fixed <M>n = 8</M>.

<Listing><![CDATA[
gap> n := 8;;
]]></Listing>

Now enter the relations in NP form (see <Ref Sect="NP"/>). The function
<Code>MkTrLst</Code> will be introduced, which will return all monomials of
degree <C>n</C>. The list of ideal generators of interest is called <C>I</C>.

<Listing><![CDATA[
gap> sqbr := function(n,q) ; return (q^3-q^-3)/(q-q^(-1)); end;;

gap> c := sqbr(3,5);
651/25

gap> s1 :=[[[1,1,1,2],[1,1,2,1],[1,2,1,1],[2,1,1,1]],[1,-c,c,-1]];;
gap> s2 :=[[[2,2,2,1],[2,2,1,2],[2,1,2,2],[1,2,2,2]],[1,-c,c,-1]];;

gap> MkTrLst := function(l) local ans, h1, h2, a, i;
>    ans := [[1],[2]];
>    for i in [2..l] do
>       h1 := [];
>       h2 := [];
>       for a in ans do
>         Add(h1,Concatenation([1],a));
>         Add(h2,Concatenation([2],a));
>       od;
>       ans := Concatenation(h1,h2);
>    od;
>    return List(ans, a -> [[a],[1]]);
> end;;

gap> I := Concatenation([s1,s2],MkTrLst(n));;
]]></Listing>

To give an impression, we print the first 20 entries of this list:
<Listing><![CDATA[
gap> PrintNPList(I{[1..20]});
 a^3b - 651/25a^2ba + 651/25aba^2 - ba^3
 b^3a - 651/25b^2ab + 651/25bab^2 - ab^3
 a^8
 a^7b
 a^6ba
 a^6b^2
 a^5ba^2
 a^5bab
 a^5b^2a
 a^5b^3
 a^4ba^3
 a^4ba^2b
 a^4baba
 a^4bab^2
 a^4b^2a^2
 a^4b^2ab
 a^4b^3a
 a^4b^4
 a^3ba^4
 a^3ba^3b
]]></Listing>

We calculate the Gröbner basis with <Ref Func="SGrobner" Style="Text"/>:

<Listing><![CDATA[
gap> GB := SGrobner(I);;
#I  number of entered polynomials is 258
#I  number of polynomials after reduction is 114
#I  End of phase I
#I  End of phase II
#I  End of phase III
#I  Time needed to clean G :0
#I  End of phase IV
#I  The computation took 176 msecs.
]]></Listing>

Now print the first part of the Gröbner basis with <Ref Func="PrintNPList"
Style="Text"/> (only the first 20 polynomials are printed here, the full
Gröbner basis can be printed with <C>PrintNPList(GB)</C>):

<Listing><![CDATA[
gap> PrintNPList(GB{[1..20]});
 ba^3 - 651/25aba^2 + 651/25a^2ba - a^3b
 b^3a - 651/25b^2ab + 651/25bab^2 - ab^3
 b^2a^2ba - bab^2a^2 - baba^2b + ba^2bab + ab^2aba - abab^2a - aba^2b^2 + a^2b\
^2ab
 b^2ab^2a^2 - 651/25b^2ababa + b^2aba^2b + 626/25bab^2aba - bab^2a^2b + babab^\
2a - ba^2b^2ab + ba^2bab^2 - 651/25ab^2ab^2a + ab^2abab + 423176/625abab^2ab -\
 423801/625ababab^2 + 626/25aba^2b^3 - 406901/625a^2b^2ab^2 + 423176/625a^2bab\
^3 - 651/25a^3b^4
 a^8
 a^7b
 a^6ba
 a^6b^2
 a^5ba^2
 a^5bab
 a^5b^2a
 a^5b^3
 a^4ba^2b
 a^4baba
 a^4bab^2
 a^4b^2a^2
 a^4b^2ab
 a^4b^4
 a^3ba^2ba
 a^3ba^2b^2
]]></Listing>

The truncated quotient algebra is obtained by
factoring out the ideal generated by
the Gröbner basis <C>GB</C> and so
its dimension can be calculated with <Ref
Func="DimQA" Style="Text"/>:

<Listing><![CDATA[
gap> DimQA(GB,2);
#I  The computation took 0 msecs.
157
]]></Listing>

Here is what Paul Terwilliger wrote in reaction to the computation carried
out by this example:
<!-- ###########begin quote################################### -->
<P/>
  I just wanted to thank you again for the dimension
  data that you gave me after the Durham
  meeting. It ended up having a large impact.
  See the attached paper; joint with Tatsuro
  Ito.<P/>
  I spent several weeks in Japan this past January,
  working with Tatsuro and trying to find a good basis
  for the algebra on two symbols subject to the
  <M>q</M>-Serre relations. After much frustration,
  we thought of feeding your data into Sloane's
  online handbook of integer sequences. We did it
  out of curiosity more than anything; we did not
  expect the handbook data to be particularly useful.
  But it was.<P/>
  The handbook told us that the graded dimension
  generating function, using your
  data for the coefficients, matched the <M>q</M>-series
  for the inverse of the Jacobi theta
  function <M>\vartheta_4</M>; armed with this overwhelming
  hint we were able to prove that the graded
  dimension generating function was indeed given by
  the inverse of <M>\vartheta_4</M>.  With that
  info we were able to get a nice result about
  td pairs.<P/>
  Paul<P/>
<!-- ######################################################### -->


</Section>
<#/GAPDoc>

97%


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Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.