Direkt zum Inhalt

Lexikon der Mathematik: Polarform

Darstellung eines Polynoms (bzw. homogenen Polynoms) p(U) vom Grad ≤ m (bzw. vom Grad m), eine symmetrische multi-affine (bzw. multi-lineare) Funktion P von m Argumenten mit P(U,…, U) = p(U).

Die Polarform von p ändert sich nicht bei einer Permutation der m Argumente, hängt linear von p ab und ist durch diese Forderungen eindeutig bestimmt.

Die Konstruktion der Polarform läßt sich am besten anhand eines Beispieles erläutern. Wir wählen ein homogenes Polynom in zwei Unbestimmten u0, u1, nämlich \(p(U)={u}_{0}^{3}+{u}_{0}{u}_{1}^{2}\). Dieses schreiben wir in der Form \begin{eqnarray}p(U)={u}_{0}{u}_{0}{u}_{0}+{u}_{0}{u}_{1}{u}_{1}\end{eqnarray} und betrachten alle Permutationen der vorkommenden Multiindizes (Multiindex-Schreibweise). (0, 0, 0) besitzt nur eine Permutation, aber (0, 1, 1) hat drei, nämlich (0, 1, 1), (1, 0, 1), und (1, 1, 0). Die multilineare Polarform P von p ist dann gegeben durch \begin{eqnarray}p(U_1,U_2,U_3)={u}_{1,0}{u}_{2,0}{u}_{3,0}+\frac{1}{3}({u}_{1,0}{u}_{2,1}{u}_{3,1}+{u}_{1,1}{u}_{2,0}{u}_{3,1}+{u}_{1,1}{u}_{2,1}{u}_{3,0})\end{eqnarray} Die multiaffine Polarform Q des inhomogenen Polynoms \(q({u}_{1})=1+{u}_{1}^{2}\) für m = 3 finden wir dadurch, daß wir zuerst ein homogenes Polynom p(u0, u1) vom Grad 3 suchen mit q(u1) = p(u0, u1) wenn u0 = 1. Offenbar erfüllt p(U) von oben diese Bedingung. Dann entsteht Q aus P durch das Setzen von u1,0 = u2,0 = u3,0 = 1. Wir erhalten \begin{eqnarray}Q({u}_{1,1}{u}_{2,1}{u}_{3,1})=1+\frac{1}{3}({u}_{2,1}{u}_{3,1}+{u}_{1,1}{u}_{3,1}+{u}_{1,1}{u}_{2,1}).\end{eqnarray}

Eine formale Definition ist die folgende: Ist p ein Monom in den Unbestimmten u1, …, un, so schreiben wir es als Produkt p(U) = ui1 ··· uim mit der Abkürzung U = (u1,…, un). Für die multilineare Polarform von p gilt die Gleichung \begin{eqnarray}P({U}_{1},\ldots ,{U}_{m})=\frac{1}{N}\displaystyle \sum _{\sigma }{u}_{1,\sigma ({i}_{1})}\cdots {u}_{m,\sigma (i,m)},\end{eqnarray} wobei σ alle Permutationen des Multiindexes (i1, …, im) durchläuft, und N die Anzahl dieser Permutationen ist.

Ist q ein nicht notwendigerweise homogenes Polynom vom Grad ≤ m in den Unbestimmten U′ = (u1,…, un), so schreiben wir U = (u0, u1,…, un) und betrachten das homogene Polynom p(U) vom Grad m mit p(U) = q(U′) wenn u0 = 1. Ist P die multilineare Polarform von p, so ist die multiaffine Polarform Q von q gegeben durch \begin{eqnarray}Q({U}^{\prime}_{1},\ldots ,{U}^{\prime}_{m})=P({U}_{1},\ldots ,{U}_{m}),\,\,\text{wenn}\,\,{u}_{j,0}=1.\end{eqnarray}

  • Die Autoren
- Prof. Dr. Guido Walz

Schreiben Sie uns!

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

Partnerinhalte

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.