Tag Archives: 關聯矩陣

克希荷夫矩陣─樹定理

本文的閱讀等級:高級 令 為一無向圖,其中 是頂點 (vertex) 集合, 是邊 (edge) 集合,頂點數 稱為圖 的階 (order)。每一條無向邊 (以下簡稱邊) 有兩個頂點為其端點 (endpoint)。因此,一邊 定義為 中兩頂點 和 組成的集合或無序對,記為 ,我們稱頂點 和 鄰接 (adjacent),並稱頂點 和 與邊 有關聯 (incident)。以下考慮簡單圖,意思是不存在自環 (self-loop),即一邊的兩端點為同一頂點,並且不存在重邊 (multiedge),即任意兩相異頂點至多僅存在一連接邊。若一圖的任兩頂點之間存在一序列鄰接頂點構成的連通路徑 (path),則稱為連通圖 (connected graph)。若 且 ,我們說 是圖 的一個子圖 (subgraph)。圖 的一個連通元件是指子圖 為一連通圖,但任意 和 … Continue reading

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答Xiaoyang Su──關於歐拉多面體公式的線性代數證法

網友Xiaoyang Su留言: 請老師指點歐拉多面體公式:頂點數+面數=邊數+2,和綫性代數中的秩─零化度定理的關係是什麽?

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費雪不等式

本文的閱讀等級:中級 英國統計學家、演化生物學家與遺傳學家費雪 (Ronald Fisher) 是現代統計學的創建者之一。今天我們使用的許多統計方法,例如,變異數分析 (方差分析,簡稱ANOVA)、最大似然估計與費雪線性判別等,都是他的發明貢獻。本文要探討的主題是在實驗設計時碰到的一個組合數學問題。考慮包含 個元素的集合 。令 為 的 個相異非空子集合。令 代表一集合 的基數 (cardinal number),即所包含的元素個數。 費雪不等式:若所有的 滿足 ,則 。 費雪的原始論文以組合數學解釋[1],本文討論多種線性代數證法,使用的基本工具包括矩陣秩、行列式、特徵值、線性獨立與正定 (類似應用見“有限體與模算術”)。

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線性代數在圖論的應用 (二):關聯矩陣

本文的閱讀等級:初級 線性代數在圖論的應用建立於圖的矩陣表達。我們曾在“線性代數在圖論的應用 (一):鄰接矩陣”討論了鄰接矩陣 (adjacency matrix),本文將介紹另一個重要的矩陣表達──關聯矩陣 (incidence matrix)。令 為一個有向圖,其中 是頂點集合, 是有向邊集合。我們以 和 分別表示頂點和邊的總數,即 ,。有序對 表示邊 的起始頂點是 ,終止頂點是 ,即 。我們定義關聯矩陣 為一 階矩陣,其中 且 若 ,其餘元為零[1]。見下例: 此圖的關聯矩陣為 。

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有限體與模算術

本文的閱讀等級:中級 從前,在一個遙遠的小城裡住著 個居民,他們主要的職業是組成各式各樣的俱樂部。由於某種不明的原因,不斷擴增的俱樂部開始威脅小城的生存。為了管制俱樂部總量,市議會決議通過兩條看似天真的法令: 每一個俱樂部必須有奇數個會員。 任兩個俱樂部必須有偶數個相同的會員。 小城市長宣稱:「有了這兩條法令,本城的俱樂部總數不會多於居民人口。」下面我們用線性代數方法來證明這個組合數學定理[1]。

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