อ่าน 5 นาที
คณิตศาสตร์เชิงวิเคราะห์แบบผสมผสาน
คณิตศาสตร์เชิงวิเคราะห์ใช้เทคนิคจากการวิเคราะห์เชิงซ้อนเพื่อแก้ปัญหาในคณิตศาสตร์เชิงนับโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อหาค่าประมาณเชิงอะซิมโทติกสำหรับสัมประสิทธิ์ของฟังก์ชันก่อกำเนิด
คณิตศาสตร์เชิงวิเคราะห์แบบผสมผสาน
คณิตศาสตร์เชิงวิเคราะห์ใช้เทคนิคจากการวิเคราะห์เชิงซ้อนเพื่อแก้ปัญหาในคณิตศาสตร์เชิงนับโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อหาค่าประมาณเชิงอะซิมโทติกสำหรับสัมประสิทธิ์ของฟังก์ชันก่อกำเนิด[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
ประวัติศาสตร์
หนึ่งในการใช้เทคนิคการวิเคราะห์สำหรับปัญหาการนับครั้งแรกๆ มาจากงานของSrinivasa RamanujanและGH Hardy เกี่ยวกับการ แบ่งพาร์ติชันจำนวนเต็ม [ 4 ] [ 5 ] เริ่มต้นในปี พ.ศ. 2461 โดยใช้ทฤษฎีบท Tauberian ก่อน แล้วจึง ใช้ระเบียบวิธีวงกลมในภายหลัง[ 6 ]
บทความ "A Generalisation of Stirling's Formula" ของ Walter Haymanในปี 1956 ถือเป็นหนึ่งในตัวอย่างแรกๆ ของวิธีการจุดอานม้า[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
ในปี พ.ศ. 2533 Philippe FlajoletและAndrew Odlyzkoได้พัฒนาทฤษฎีการวิเคราะห์ความเอกฐาน[ 10 ]
ในปี 2009 ฟิลิปป์ ฟลาโจเลต์และโรเบิร์ต เซดจ์วิกได้เขียนหนังสือชื่อAnalytic Combinatoricsซึ่งนำเสนอคณิตศาสตร์เชิงการจัดเรียงแบบวิเคราะห์ (Analytic Combinatorics) ในมุมมองและสัญลักษณ์ของพวกเขา
งานวิจัยแรกๆ เกี่ยวกับฟังก์ชันสร้างตัวแปรหลายตัวเริ่มขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970 โดยใช้วิธีการทางความน่าจะเป็น[ 11 ] [ 12 ]
การพัฒนาเทคนิคหลายตัวแปรเพิ่มเติมเริ่มขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 2000 [ 13 ]
เทคนิค
ฟังก์ชันเมโรเมอร์ฟิก
ถ้าเป็นฟังก์ชันเมโรเมอร์ฟิกและเป็นขั้วที่ใกล้ที่สุดกับจุดกำเนิดที่มีอันดับแล้ว[ 14 ]
- เช่น
ทฤษฎีบททาอูเบเรียน
ถ้า
- เช่น
โดยที่และเป็นฟังก์ชันที่เปลี่ยนแปลงช้าๆดังนั้น[ 15 ]
- เช่น
ดูเพิ่มเติมที่ ทฤษฎีบททอเบ อ เรียนของฮาร์ดี-ลิตเติลวูด
วิธีการวงกลม
สำหรับฟังก์ชันก่อกำเนิดที่มีลอการิทึมหรือรากซึ่งมี จุดเอกฐาน ของสาขา [ 16 ]
วิธีการของดาร์บูซ์
ถ้าเรามีฟังก์ชันที่และมีรัศมีของการลู่เข้ามากกว่าและมีการขยายอนุกรมเทย์เลอร์ใกล้ 1 ของแล้ว[ 17 ]
ดูSzegő (1975)สำหรับทฤษฎีบทที่คล้ายกันซึ่งเกี่ยวข้องกับภาวะเอกฐานหลายจุด
การวิเคราะห์ภาวะเอกฐาน
ถ้ามีจุดเอกฐานที่และ
- เช่น
- เช่น
วิธีจุดอานม้า
สำหรับฟังก์ชันการสร้าง รวมถึงฟังก์ชันทั้งหมด[ 19 ] [ 20 ]
โดยสัญชาตญาณแล้ว ส่วนที่มีส่วนร่วมมากที่สุดในการคำนวณอินทิกรัลตามเส้นโค้งจะอยู่บริเวณจุดอานม้าและการประมาณค่าใกล้จุดอานม้าจะทำให้เราได้ค่าประมาณสำหรับเส้นโค้งทั้งหมด
ถ้าเป็นฟังก์ชันที่ยอมรับได้[ 21 ]แล้ว[ 22 ] [ 23 ]
- เช่น
ที่ไหน.
ดูเพิ่มเติมที่วิธีความชันสูงสุด (Method of steepest descent )
หมายเหตุ
- ^ Melczer 2021, หน้า vii และ ix.
- ↑เพแมนเทิลและวิลสัน 2013, หน้า xi.
- ^ Flajolet และ Sedgewick 2009, หน้า ix.
- ^เมลเซอร์ 2021, หน้า 7.
- ↑เพแมนเทิลและวิลสัน 2013, หน้า 62-63
- ↑เพแมนเทิลและวิลสัน 2013, หน้า 62.
- ↑เพแมนเทิลและวิลสัน 2013, หน้า 63.
- ^ Wilf 2006, หน้า 197.
- ^ Flajolet และ Sedgewick 2009, หน้า 607.
- ^ Flajolet และ Sedgewick 2009, หน้า 438.
- ^เมลเซอร์ 2021, หน้า 13.
- ^ Flajolet และ Sedgewick 2009, หน้า 650 และ 717
- ^ Melczer 2021, หน้า 13-14.
- ^ Sedgewick 4, หน้า 59
- ^ Flajolet และ Sedgewick 2009, หน้า 435. Hardy 1949, หน้า 166. ฉันใช้รูปแบบที่ Flajolet และ Sedgewick ระบุไว้
- ↑เพแมนเทิลและวิลสัน 2013, หน้า 55-56
- ^ Wilf 2006, หน้า 194.
- ^ Flajolet และ Sedgewick 2009, หน้า 393.
- ^ Wilf 2006, หน้า 196.
- ^ Flajolet และ Sedgewick 2009, หน้า 542.
- ^ดู Flajolet และ Sedgewick 2009, หน้า 565 หรือ Wilf 2006, หน้า 199
- ^ Flajolet และ Sedgewick 2009, หน้า 553.
- ^ Sedgewick 8, หน้า 25.
อ่านเพิ่มเติม
- เดอ บรุยน์, เอ็นจี (1981) วิธีเชิงเส้นกำกับในการวิเคราะห์ สิ่งพิมพ์โดเวอร์
- Flajolet, Philippe; Odlyzko, Andrew (1990). "การวิเคราะห์เอกลักษณ์ของฟังก์ชันก่อกำเนิด" (PDF) . SIAM Journal on Discrete Mathematics . 1990 (3).
- Mishna, Marni (2020). คณิตศาสตร์เชิงการจัดเรียงแบบวิเคราะห์: แนวทางหลายมิติ . Taylor & Francis Group, LLC.
- เพแมนเทิล, โรบิน; วิลสัน, มาร์ค ซี.; เมลเซอร์, สตีเฟน (2024). คณิตศาสตร์เชิงการจัดเรียงแบบวิเคราะห์ในหลายตัวแปร (PDF) (ฉบับที่ 2). สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
- เซดจ์วิค, โรเบิร์ต. "6. การวิเคราะห์ภาวะเอกฐาน" (PDF )
- หว่อง, อาร์. (2001). การประมาณเชิงอะซิมโทติกของอินทิกรัล . สมาคมคณิตศาสตร์อุตสาหกรรมและประยุกต์.
ลิงก์ภายนอก
- หลักสูตรออนไลน์เรื่องคณิตศาสตร์เชิงวิเคราะห์แบบผสมผสาน
- หลักสูตรออนไลน์เบื้องต้นเกี่ยวกับการวิเคราะห์อัลกอริทึม
- โครงการคณิตศาสตร์เชิงการจัดเรียงแบบวิเคราะห์ในหลายตัวแปร
- คำเชิญชวนสู่คณิตศาสตร์เชิงการจัดเรียงแบบวิเคราะห์
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ คณิตศาสตร์เชิงวิเคราะห์แบบผสมผสาน
คณิตศาสตร์เชิงวิเคราะห์ใช้เทคนิคจากการวิเคราะห์เชิงซ้อนเพื่อแก้ปัญหาในคณิตศาสตร์เชิงนับโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อหาค่าประมาณเชิงอะซิมโทติกสำหรับสัมประสิทธิ์ของฟังก์ชันก่อกำเนิด
ประวัติศาสตร์
หนึ่งในการใช้เทคนิคการวิเคราะห์สำหรับปัญหาการนับครั้งแรกๆ มาจากงานของ Srinivasa Ramanujan และ GH Hardy เกี่ยวกับการ แบ่งพาร์ติชันจำนวนเต็ม [ 4 ] [ 5 ] เริ่มต้นในปี พ.ศ. 2461 โดยใช้ทฤษฎีบท Tauberian ก่อน แล้วจึง ใช้ ระเบียบ วิธีวงกลม ในภายหลัง [ 6 ]
ฟังก์ชันเมโรเมอร์ฟิก
ถ้าเป็น ฟังก์ชันเมโรเมอร์ฟิก และเป็น ขั้ว ที่ใกล้ที่สุดกับจุดกำเนิดที่มีอันดับแล้ว [ 14 ] ชม. ( z ) = เอฟ ( z ) จี ( z ) {\displaystyle h(z)={\frac {f(z)}{g(z)}}} เอ {\displaystyle a} ม {\displaystyle m}
วิธีการวงกลม
สำหรับฟังก์ชันก่อกำเนิดที่มี ลอการิทึม หรือ ราก ซึ่งมี จุดเอกฐาน ของ สาขา [ 16 ]