Véletlen mátrix extrém-érték statisztika: Tracy-Widom eloszlás

Hasonló dokumentumok
Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat megoldása, június 10

egyenletesen, és c olyan színű golyót teszünk az urnába, amilyen színűt húztunk. Bizonyítsuk

1. Példa. A gamma függvény és a Fubini-tétel.

3. előadás Stabilitás

1. feladatsor: Vektorterek, lineáris kombináció, mátrixok, determináns (megoldás)

Valószínűségi változók. Várható érték és szórás

e (t µ) 2 f (t) = 1 F (t) = 1 Normális eloszlás negyedik centrális momentuma:

Vektorterek. =a gyakorlatokon megoldásra ajánlott

Gyakorló feladatok I.

1.7. Elsőrendű lineáris differenciálegyenlet-rendszerek

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat megoldása A csoport

Bevezetés az algebrába 2 Differencia- és differenciálegyenlet-rendszerek

Feladatok a Gazdasági matematika II. tárgy gyakorlataihoz

Matematika A2 vizsga mgeoldása június 4.

Meghatározás: Olyan egyenlet, amely a független változók mellett tartalmaz egy vagy több függvényt és azok deriváltjait.

Keresztmetszet másodrendű nyomatékainak meghatározása

Feladatok az 5. hétre. Eredményekkel és teljesen kidolgozott megoldásokkal az 1,2,3.(a),(b),(c), 6.(a) feladatokra

Diszkrét Matematika. zöld könyv ): XIII. fejezet: 1583, 1587, 1588, 1590, Matematikai feladatgyűjtemény II. (

Matematika (mesterképzés)

differenciálegyenletek

Lagrange és Hamilton mechanika

1. feladatsor Komplex számok

Differenciálegyenlet rendszerek

Matematika II képletek. 1 sin xdx =, cos 2 x dx = sh 2 x dx = 1 + x 2 dx = 1 x. cos xdx =,

Abszolút folytonos valószín ségi változó (4. el adás)

Kvadratikus alakok és euklideszi terek (előadásvázlat, október 5.) Maróti Miklós, Kátai-Urbán Kamilla

Matematika I. Vektorok, egyenesek, síkok

Bevezetés az algebrába 2

y = y 0 exp (ax) Y (x) = exp (Ax)Y 0 A n x n 1 (n 1)! = A I + d exp (Ax) = A exp (Ax) exp (Ax)

sin x = cos x =? sin x = dx =? dx = cos x =? g) Adja meg a helyettesítéses integrálás szabályát határozott integrálokra vonatkozóan!

MATEMATIKAI PROBLÉMAMEGOLDÓ GYAKORLAT

Megoldások. ξ jelölje az első meghibásodásig eltelt időt. Akkor ξ N(6, 4; 2, 3) normális eloszlású P (ξ

17. előadás: Vektorok a térben

1. Számsorok, hatványsorok, Taylor-sor, Fourier-sor

A spin. November 28, 2006

valós számot tartalmaz, mert az ilyen részhalmazon nem azonosság.

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (b) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: november 9. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Matematika II. 1 sin xdx =, 1 cos xdx =, 1 + x 2 dx =

Vektorok, mátrixok, lineáris egyenletrendszerek

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat, megoldással,

Sajátértékek és sajátvektorok. mf1n1a06- mf1n2a06 Csabai István

Intergrált Intenzív Matematika Érettségi

MATEK-INFO UBB verseny április 6.

Szélsőérték feladatok megoldása

Bevezetés az állapottér elméletbe: Állapottér reprezentációk

Matematika III. harmadik előadás

Modellek és Algoritmusok - 2.ZH Elmélet

A brachistochron probléma megoldása

1.1. Vektorok és operátorok mátrix formában

Matematika M1 Gyakorlat

előadás Diszkrét idejű tömegkiszolgálási modellek Poisson-folyamat Folytonos idejű Markov-láncok Folytonos idejű sorbanállás

Lineáris algebra numerikus módszerei

T obbv altoz os f uggv enyek integr alja. 3. r esz aprilis 19.

A KroneckerCapelli-tételb l következik, hogy egy Bx = 0 homogén lineáris egyenletrendszernek

AZ ELEKTRON MÁGNESES MOMENTUMA. H mágneses erœtérben az m mágneses dipólmomentummal jellemzett testre M = m H forgatónyomaték hat.

Mátrixok 2017 Mátrixok

LNM folytonos Az interpoláció Lagrange interpoláció. Lineáris algebra numerikus módszerei

1. Oldja meg a z 3 (5 + 3j) (8 + 2j) 2. Adottak az A(1,4,3), B(3,1, 1), C( 5,2,4) pontok a térben.

"Flat" rendszerek. definíciók, példák, alkalmazások

= e i1 e ik e j 1. tenzorok. A k = l = 0 speciális esetben e az R egységeleme. A. e q 1...q s. = e j 1...j l q 1...q s

7. gyakorlat megoldásai

8. előadás. Kúpszeletek

Az elméleti mechanika alapjai

Matematikai geodéziai számítások 10.

GPK M1 (BME) Interpoláció / 16

Egyszabadságfokú grejesztett csillapított lengõrendszer vizsgálata

9. Trigonometria. I. Nulladik ZH-ban láttuk: 1. Tegye nagyság szerint növekvő sorrendbe az alábbi értékeket! Megoldás:

A loxodrómáról. Előző írásunkban melynek címe: A Gudermann - függvényről szó esett a Mercator - vetületről,illetve az ezen alapuló térképről 1. ábra.

Differenciálegyenletek megoldása próbafüggvény-módszerrel

MATEMATIKA HETI 5 ÓRA

Valószínűségszámítás összefoglaló

Feladatsor A differenciálgeometria alapja c. kurzus gyakorlatához

Diszkrét matematika I. gyakorlat

Matematikai statisztika I. témakör: Valószínűségszámítási ismétlés

LINEÁRIS ALGEBRA. matematika alapszak. Euklideszi terek. SZTE Bolyai Intézet, őszi félév. Euklideszi terek LINEÁRIS ALGEBRA 1 / 40

Feladatok Differenciálegyenletek II. témakörhöz. 1. Határozzuk meg a következő elsőrendű lineáris differenciálegyenletek általános megoldását!

Boros Zoltán február

Geometria II gyakorlatok

Miért fontos számunkra az előző gyakorlaton tárgyalt lineáris algebrai ismeretek

Felügyelt önálló tanulás - Analízis III.

Néhány mozgás kvantummechanikai tárgyalása

Statisztika - bevezetés Méréselmélet PE MIK MI_BSc VI_BSc 1

DIFFERENCIÁLEGYENLETEK. BSc. Matematika II. BGRMA2HNND, BGRMA2HNNC

MODELLEZÉS - SZIMULÁCIÓ

Véletlen jelenség: okok rendszere hozza létre - nem ismerhetjük mind, ezért sztochasztikus.

Transzformáció a főtengelyekre és a nem főtengelyekre vonatkoztatott. Az ellipszis a sík azon pontjainak mértani helye, amelyeknek két adott pontól

3. Lineáris differenciálegyenletek

Lagrange egyenletek. Úgy a virtuális munka mint a D Alembert-elv gyakorlati alkalmazását

ANALÍZIS III. ELMÉLETI KÉRDÉSEK

Mátrix-exponens, Laplace transzformáció

VIK A2 Matematika - BOSCH, Hatvan, 3. Gyakorlati anyag. Mátrix rangja

Lin.Alg.Zh.1 feladatok

Bevezetés a görbe vonalú geometriába

Numerikus matematika vizsga

Kvantummechanika gyakorlat Beadandó feladatsor Határid : 4. heti gyakorlatok eleje

Megoldások MATEMATIKA II. VIZSGA (VK) NBT. NG. NMH. SZAKOS HALLGATÓK RÉSZÉRE (Kérjük, hogy a megfelelő szakot jelölje be!

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR. Polárkoordinátás és paraméteres megadású görbék. oktatási segédanyag

Geometria II gyakorlatok

Átírás:

Véletlen mátrix extrém-érték statisztika: Ábel Dániel June 15, 2006 1 / 34

2 / 34

Előző alkalommal bevezetett dolgok, amiket használni fogunk: 3 / 34

Előző alkalommal bevezetett dolgok, amiket használni fogunk: GOE, GUE, GSE sokaság (β = 1, 2, 4) sajátértékek együttes eloszlásfüggvénye: P Nβ (x 1...,x N ) = C Nβ exp β 1 2 N j=1 x 2 j x k x j β, j<k 3 / 34

n-pont korrelációs függvény: R n (x 1..., x n ) := N! (N n)! = det [K N (x i, x j )] i,j=1...,n... P (x 1...,x N )dx n+1 4 / 34

n-pont korrelációs függvény: R n (x 1..., x n ) := N! (N n)!... P (x 1...,x N )dx n+1 = det [K N (x i, x j )] i,j=1...,n ahol K N (x, y) kernel-függvény, amely a kal felírva, ill. erre az alakra a Christoffel-Darboux formulát alkalmazva: = N 2 K N (x, y) = N 1 j=0 φ j (x)φ j (y) = ( ) φn (x)φ N 1 (y) φ N (y)φ N 1 (x) x y ahol φ j (x) az ortogonalizált : φ j (x) = ( 2 j j! π ) 1 2 e 1 2 x2 H j (x) 4 / 34

aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája szinusz-kernel A két kernel összehasonlítása 5 / 34

aszimptotikája A aszimptotikus alakja, kvantum-harmonikus oszcillátor analógia alapján 6 / 34

aszimptotikája A aszimptotikus alakja, kvantum-harmonikus oszcillátor analógia alapján V (x) = x 2 /2 potenciál, E N energia esetén fordulópont: x 0 = 2E N 6 / 34

aszimptotikája A aszimptotikus alakja, kvantum-harmonikus oszcillátor analógia alapján V (x) = x 2 /2 potenciál, E N energia esetén fordulópont: x 0 = 2E N fordulópont körül lineáris közeltéssel: V (x) E N = V (x 0 )(x x 0 ) = x 0 (x x 0 ) Beírva Schrödinger-egyenletbe: 1 2 Ψ + 2E N xψ = 0 6 / 34

aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája szinusz-kernel A két kernel összehasonlítása Megoldandó: 1 2 Ψ + 2E N xψ = 0 7 / 34

aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája szinusz-kernel A két kernel összehasonlítása Megoldandó: 1 2 Ψ + 2E N xψ = 0 Airy-függvényeket definiáló diffegyenlet: Ψ (x) = λxψ(x) 7 / 34

aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája szinusz-kernel A két kernel összehasonlítása Megoldandó: 1 2 Ψ + 2E N xψ = 0 Airy-függvényeket definiáló diffegyenlet: Ψ (x) = λxψ(x) ebből általánosabb esetre, Ψ (x) = λxψ(x): 7 / 34

aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája szinusz-kernel A két kernel összehasonlítása Megoldandó: 1 2 Ψ + 2E N xψ = 0 Airy-függvényeket definiáló diffegyenlet: Ψ (x) = λxψ(x) ebből általánosabb esetre, Ψ (x) = λxψ(x): x λ a x helyettesítéssel: λ 2a Ψ (x) = λ 1 a xψ(x) 7 / 34

aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája szinusz-kernel A két kernel összehasonlítása Megoldandó: 1 2 Ψ + 2E N xψ = 0 Airy-függvényeket definiáló diffegyenlet: Ψ (x) = λxψ(x) ebből általánosabb esetre, Ψ (x) = λxψ(x): x λ a x helyettesítéssel: λ 2a Ψ (x) = λ 1 a xψ(x) leosztva λ 2a -val: Ψ (x) = λ 1 3a xψ(x) 7 / 34

aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája szinusz-kernel A két kernel összehasonlítása Megoldandó: 1 2 Ψ + 2E N xψ = 0 Airy-függvényeket definiáló diffegyenlet: Ψ (x) = λxψ(x) ebből általánosabb esetre, Ψ (x) = λxψ(x): x λ a x helyettesítéssel: λ 2a Ψ (x) = λ 1 a xψ(x) leosztva λ 2a -val: Ψ (x) = λ 1 3a xψ(x) tehát a = 1/3-ot kell használni, így megoldás Ai(λ 1/3 x) 7 / 34

aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája szinusz-kernel A két kernel összehasonlítása Megoldandó: 1 2 Ψ + 2E N xψ = 0 Airy-függvényeket definiáló diffegyenlet: Ψ (x) = λxψ(x) ebből általánosabb esetre, Ψ (x) = λxψ(x): x λ a x helyettesítéssel: λ 2a Ψ (x) = λ 1 a xψ(x) leosztva λ 2a -val: Ψ (x) = λ 1 3a xψ(x) tehát a = 1/3-ot kell használni, így megoldás Ai(λ 1/3 x) A mi esetünkben: Ai( 2 6 E N x) 7 / 34

aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája szinusz-kernel A két kernel összehasonlítása Megoldandó: 1 2 Ψ + 2E N xψ = 0 Airy-függvényeket definiáló diffegyenlet: Ψ (x) = λxψ(x) ebből általánosabb esetre, Ψ (x) = λxψ(x): x λ a x helyettesítéssel: λ 2a Ψ (x) = λ 1 a xψ(x) leosztva λ 2a -val: Ψ (x) = λ 1 3a xψ(x) tehát a = 1/3-ot kell használni, így megoldás Ai(λ 1/3 x) A mi esetünkben: Ai( 2 6 E N x) ezzel megkaptuk a alábbi ismert aszimptotikáját: exp( x 2 /2)H N (x) = π 3/4 2 N/2+1/4 (N!) 1/2 N 1/12 A(t) + O(N 2/3 ) ahol: x = (2N + 1) 1/2 2 1/2 3 1/3 N 1/6 t A(t) = πai( 3 1/3 t) 7 / 34

aszimptotikája szinusz-kernel aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája szinusz-kernel A két kernel összehasonlítása előző alkalommal használt átskálázás: 8 / 34

aszimptotikája szinusz-kernel aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája szinusz-kernel A két kernel összehasonlítása előző alkalommal használt átskálázás: fix x 0 -nál nézve E esetén V elhanyagolható 8 / 34

aszimptotikája szinusz-kernel aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája szinusz-kernel A két kernel összehasonlítása előző alkalommal használt átskálázás: fix x 0 -nál nézve E esetén V elhanyagolható így szabad részecske Schrödinger-egyenletét kapjuk vissza: 8 / 34

aszimptotikája szinusz-kernel aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája szinusz-kernel A két kernel összehasonlítása előző alkalommal használt átskálázás: fix x 0 -nál nézve E esetén V elhanyagolható így szabad részecske Schrödinger-egyenletét kapjuk vissza: N = 2m és 2 mx = πξ és 2 my = πη, majd vegyük az m, x 0, y 0 határesetet, miközben ξ és η véges marad ebben a határesetben lim m ( 1)m m 1 4 φ2m (x) = π 1 2 cos πξ lim m ( 1)m m 1 4 φ2m+1 (x) = π 1 2 sinπξ 8 / 34

A két kernel összehasonlítása aszimptotikája aszimptotikája aszimptotikája szinusz-kernel A két kernel összehasonlítása Tehát: lim N spektrum belsejében (z körül) szinusz-kernel: lim N ( π K N z + πx, z + πy ) 2N 2N 2N spektrum szélénél Airy-kernel: 1 2N 1/6 K N ( 2N + x 2 1/2 N 1/6, 2N + = 1 π y ) 2 1/2 N 1/6 sinπ(x y) (x y) = = Ai(x)Ai (y) Ai (x)ai(y) x y 9 / 34

: E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai 10 / 34

: E(n; J) : E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai β = 2-t fogjuk nézni jelöljük E(n; J)-vel annak valószinűségét, hogy a J halmazban pontosan n darab sajátérték van. 11 / 34

: E(n; J) : E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai β = 2-t fogjuk nézni jelöljük E(n; J)-vel annak valószinűségét, hogy a J halmazban pontosan n darab sajátérték van. Ekkor nyilvánvalóan I S := (S, ) jelöléssel S E(0; I S) a legnagyobb sajátérték sűrűségfüggvénye. 11 / 34

: E(n; J) : E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai β = 2-t fogjuk nézni jelöljük E(n; J)-vel annak valószinűségét, hogy a J halmazban pontosan n darab sajátérték van. Ekkor nyilvánvalóan I S := (S, ) jelöléssel S E(0; I S) a legnagyobb sajátérték sűrűségfüggvénye. Ezen E(0; I S )-t felírhatjuk a sajátértékek P N2 (x 1...,x N ) együttes eloszlásfüggvényével: E(0; I S ) = I c S dx 1... I c S ahol I c S a I S halmaz komplementere. dx n P Nβ 11 / 34

: E(n; J) : E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai β = 2-t fogjuk nézni jelöljük E(n; J)-vel annak valószinűségét, hogy a J halmazban pontosan n darab sajátérték van. Ekkor nyilvánvalóan I S := (S, ) jelöléssel S E(0; I S) a legnagyobb sajátérték sűrűségfüggvénye. Ezen E(0; I S )-t felírhatjuk a sajátértékek P N2 (x 1...,x N ) együttes eloszlásfüggvényével: E(0; I S ) = I c S dx 1... I c S dx n P Nβ ahol IS c a I S halmaz komplementere. sajnos azonban ez az alak nem nagyon használható N határeset vizsgálatára 11 / 34

Fredholm determináns bevezetése I (táblán) : E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai 12 / 34

Fredholm-determináns : E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai Tehát: E(0; I S ) = det(i K N2 ) ahol det(i K N2 ) az I K N2 kernelű (I c S -en értelmezett függvényeken ható) integráloperátor determinánsa. 13 / 34

Fredholm-determináns : E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai Tehát: E(0; I S ) = det(i K N2 ) ahol det(i K N2 ) az I K N2 kernelű (IS c -en értelmezett függvényeken ható) integráloperátor determinánsa. Kicsit általánosabban, E(n; I S )-re: 13 / 34

Fredholm-determináns : E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai Tehát: E(0; I S ) = det(i K N2 ) ahol det(i K N2 ) az I K N2 kernelű (IS c -en értelmezett függvényeken ható) integráloperátor determinánsa. Kicsit általánosabban, E(n; I S )-re: E(n; I S ) = ( 1)n n! n λ n det(i λk N2) λ=1 13 / 34

felírása : E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Meg lehet mutatni, hogy: det(i λk N2 ) = exp ( s ) (x s)q(x; λ) 2 dx Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai 14 / 34

felírása : E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai Meg lehet mutatni, hogy: det(i λk N2 ) = exp ( s ) (x s)q(x; λ) 2 dx ahol q( ; λ) egy olyan (R R) függvény, amely kielégíti a q = sq + 2q 3, ( = d ds ) differenciál-egyenletet, és s -re q(s; λ) λai(s) 14 / 34

felírása : E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai Meg lehet mutatni, hogy: det(i λk N2 ) = exp ( s ) (x s)q(x; λ) 2 dx ahol q( ; λ) egy olyan (R R) függvény, amely kielégíti a q = sq + 2q 3, ( = d ds ) differenciál-egyenletet, és s -re q(s; λ) λai(s) (így ezzel egyértelműen meghatározott) Ez a differenciál-egyenlet Painlevé-II-esként ismert, így a q( ; λ) függvény egy Painlevé-II függvény. 14 / 34

felírása : E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai Meg lehet mutatni, hogy: det(i λk N2 ) = exp ( s ) (x s)q(x; λ) 2 dx ahol q( ; λ) egy olyan (R R) függvény, amely kielégíti a q = sq + 2q 3, ( = d ds ) differenciál-egyenletet, és s -re q(s; λ) λai(s) (így ezzel egyértelműen meghatározott) Ez a differenciál-egyenlet Painlevé-II-esként ismert, így a q( ; λ) függvény egy Painlevé-II függvény. Az eredeti E(0; I S ) függvényt λ = 1 választással kapjuk vissza. 14 / 34

GOE és GSE esetén : E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Mivel GOE, GUE, és GSE felírható β = 1, 2, 4 paraméterrel, így a másik két sokaságra is hasonló eredményt várunk. Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai 15 / 34

GOE és GSE esetén : E(n; J) Fredholm determináns bevezetése I Fredholm-determináns felírása GOE és GSE esetén grafikonjai Mivel GOE, GUE, és GSE felírható β = 1, 2, 4 paraméterrel, így a másik két sokaságra is hasonló eredményt várunk. A legnagyobb sajátérték (megfelelően átskálázott) eloszlását F β (s)-el jelölve: ( F 1 (s) 2 = exp ( F 2 (s) = exp F 4 (s/ 2) 2 = cosh 2 ( 1 2 s s s ) q(x) dx F 2 (s) ) (x s)q(x) 2 dx ) q(x) dx F 2 (s) 15 / 34

grafikonjai A Painlevé-függvényes alak segítségével az eloszlás numerikusan számolható. A legnagyobb sajátérték df β (s)/ds sűrűségfüggvényét ábrázolva: 16 / 34

grafikonjai A Painlevé-függvényes alak segítségével az eloszlás numerikusan számolható. A legnagyobb sajátérték df β (s)/ds sűrűségfüggvényét ábrázolva: Probability densities 0.5 β = 4 0.4 0.3 β = 2 0.2 0.1 β = 1-4 -2 0 2 s 16 / 34

I II 17 / 34

I Paul Painlevé, Émile Picard, and B. Gambier: minden, másodrendű, polinom-együtthatós differenciál-egyenlet ötven kanonikus forma egyikeként felírható. I II 18 / 34

I I Paul Painlevé, Émile Picard, and B. Gambier: minden, másodrendű, polinom-együtthatós differenciál-egyenlet ötven kanonikus forma egyikeként felírható. Ezen ötven közül: 44 megoldása felírható ismert speciális függvényekkel. II 18 / 34

I I II Paul Painlevé, Émile Picard, and B. Gambier: minden, másodrendű, polinom-együtthatós differenciál-egyenlet ötven kanonikus forma egyikeként felírható. Ezen ötven közül: 44 megoldása felírható ismert speciális függvényekkel. a maradék 6 azonban nem, ezek megoldása új speciális függvényt definiál. 18 / 34

II I II Ezen 6 egyenlet: (y(t) függvényre) d 2 y 1. = 6y 2 + λt dt 2 d 2. 2 y = 2y 3 + ty + µ dt 2 ( ) 2 3. ty d2 y = t dy dt 2 dt y dy dt + at + by + cy3 + dty 4 ( ) 2 4. y d2 y = 1 dy dt 2 2 dt 1 2 a2 + 2(t 2 b)y 2 + 4ty 3 + 3 2 y4 ( dy dt 5. t 2 (y y 2 ) d2 y = 1 dt 2 2 t2 (1 3y) 6. y) 3 + b(1 y) 3 + cty(1 y) + et 2 y 2 (1 + y) ( ) ( d 2 y = 1 1 dt 2 2 y + 1 y 1 + 1 dy y t dt ( ) y(y 1)(y t) α + β t + γ t 1 + δ t(t 1) t 2 (t 1) 2 y 2 (y 1) 2 (y t) 2 ) 2 ty(1 y) dy dt + ay2 (1 ) 2 ( 1 t + 1 t 1 + 1 y t ) dy dt + 19 / 34

20 / 34

S N a permutációs csoport, azaz 1, 2,...,N permutációi. 21 / 34

S N a permutációs csoport, azaz 1, 2,...,N permutációi. egy adott π S N permutáció esetén a leghosszabb növekvő részsorozat hosszát jelöljük l N (π)-vel. Pl. az 5, 1, 3, 2, 4 permutációnál a leghosszabb növekvő részsorozat: 21 / 34

S N a permutációs csoport, azaz 1, 2,...,N permutációi. egy adott π S N permutáció esetén a leghosszabb növekvő részsorozat hosszát jelöljük l N (π)-vel. Pl. az 5, 1, 3, 2, 4 permutációnál a leghosszabb növekvő részsorozat: 1, 2, 4 illetve 1, 3, 4, így l N (π) = 3 21 / 34

S N a permutációs csoport, azaz 1, 2,...,N permutációi. egy adott π S N permutáció esetén a leghosszabb növekvő részsorozat hosszát jelöljük l N (π)-vel. Pl. az 5, 1, 3, 2, 4 permutációnál a leghosszabb növekvő részsorozat: 1, 2, 4 illetve 1, 3, 4, így l N (π) = 3 Lássuk el S N -t az egyenletes eloszlással, és nézzük l N (π) eloszlását. 21 / 34

S N a permutációs csoport, azaz 1, 2,...,N permutációi. egy adott π S N permutáció esetén a leghosszabb növekvő részsorozat hosszát jelöljük l N (π)-vel. Pl. az 5, 1, 3, 2, 4 permutációnál a leghosszabb növekvő részsorozat: 1, 2, 4 illetve 1, 3, 4, így l N (π) = 3 Lássuk el S N -t az egyenletes eloszlással, és nézzük l N (π) eloszlását. Ennek N aszimptotikus alakját fogjuk nézni (megfelelő átskálázással) 21 / 34

S N a permutációs csoport, azaz 1, 2,...,N permutációi. egy adott π S N permutáció esetén a leghosszabb növekvő részsorozat hosszát jelöljük l N (π)-vel. Pl. az 5, 1, 3, 2, 4 permutációnál a leghosszabb növekvő részsorozat: 1, 2, 4 illetve 1, 3, 4, így l N (π) = 3 Lássuk el S N -t az egyenletes eloszlással, és nézzük l N (π) eloszlását. Ennek N aszimptotikus alakját fogjuk nézni (megfelelő átskálázással) A tétel: lim P N ( l N 2 N N 1/6 t ) = F 2 (t) t R ahol F 2 (t) a : F 2 (t) = exp ( t ) (x t)q(x) 2 dx 21 / 34

Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet PNG modell PNG modell ábrán PNG modell F 2, F 1 22 / 34

Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet (PNG) modell a Kardar-Parisi-Zhang (KPZ) univerzalitási osztályban van Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet PNG modell PNG modell ábrán PNG modell F 2, F 1 23 / 34

Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet (PNG) modell a Kardar-Parisi-Zhang (KPZ) univerzalitási osztályban van PNG modell véletlen permutációk Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet PNG modell PNG modell ábrán PNG modell F 2, F 1 23 / 34

Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet (PNG) modell a Kardar-Parisi-Zhang (KPZ) univerzalitási osztályban van PNG modell véletlen permutációk magasság-fluktuáció leghosszabb növekvő részsorozat Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet PNG modell PNG modell ábrán PNG modell F 2, F 1 23 / 34

Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet PNG modell PNG modell ábrán PNG modell F 2, F 1 (PNG) modell a Kardar-Parisi-Zhang (KPZ) univerzalitási osztályban van PNG modell véletlen permutációk magasság-fluktuáció leghosszabb növekvő részsorozat Így: magasság-fluktuációk t követnek. 23 / 34

PNG modell kristály-növekedést ír le: sima kristály, amely túltelített gőzével érintkezik Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet PNG modell PNG modell ábrán PNG modell F 2, F 1 24 / 34

PNG modell kristály-növekedést ír le: sima kristály, amely túltelített gőzével érintkezik felületen véletlenszerűen kristályosodási magok jönnek létre, amelyek vízszintesen (egy kristálysíkban) terjednek Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet PNG modell PNG modell ábrán PNG modell F 2, F 1 24 / 34

PNG modell Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet PNG modell PNG modell ábrán PNG modell F 2, F 1 kristály-növekedést ír le: sima kristály, amely túltelített gőzével érintkezik felületen véletlenszerűen kristályosodási magok jönnek létre, amelyek vízszintesen (egy kristálysíkban) terjednek feltételezzük, hogy ezen terjedés kör-alakú és állandó sebességű 24 / 34

PNG modell Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet PNG modell PNG modell ábrán PNG modell F 2, F 1 kristály-növekedést ír le: sima kristály, amely túltelített gőzével érintkezik felületen véletlenszerűen kristályosodási magok jönnek létre, amelyek vízszintesen (egy kristálysíkban) terjednek feltételezzük, hogy ezen terjedés kör-alakú és állandó sebességű a terjedési sebességet egységnyinek választjuk 24 / 34

PNG modell Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet PNG modell PNG modell ábrán PNG modell F 2, F 1 kristály-növekedést ír le: sima kristály, amely túltelített gőzével érintkezik felületen véletlenszerűen kristályosodási magok jönnek létre, amelyek vízszintesen (egy kristálysíkban) terjednek feltételezzük, hogy ezen terjedés kör-alakú és állandó sebességű a terjedési sebességet egységnyinek választjuk egyszerűség kedvéért 1 dimenzióban és droplet geometry : egyetlen kristályosodási mag origóból, és további magok ezen jönnek létre ekkor x, t koordináta-rendszerben a kristályosodási magok széle 45 fokos egyenes 24 / 34

PNG modell ábrán 25 / 34

PNG modell F 2, F 1 droplet geometry: F 2 eloszlás síkból indulás esetén: F 1 eloszlás Alkalmazás növekedési modellekre: KPZ egyenlet PNG modell PNG modell ábrán PNG modell F 2, F 1 26 / 34

véletlen csempézések azték gyémánt azték gyémánt csempézve azték gyémánt a csempék azték gyémánt kiszinezve azték gyémánt a sarkkör azték gyémánt összevetés négyet esetével azték gyémánt Tracy-Widom statisztika 27 / 34

azték gyémánt A végtelen négyzetrács egy alábbi alakú részét fogjuk nézni azték gyémánt azték gyémánt csempézve azték gyémánt a csempék azték gyémánt kiszinezve azték gyémánt a sarkkör azték gyémánt összevetés négyet esetével azték gyémánt Tracy-Widom statisztika 28 / 34

azték gyémánt csempézve Ezt 2x1-es dominókkal fedjük le. Lefedéseken egyenletes valószinűségi mértéket nézünk. azték gyémánt azték gyémánt csempézve azték gyémánt a csempék azték gyémánt kiszinezve azték gyémánt a sarkkör azték gyémánt összevetés négyet esetével azték gyémánt Tracy-Widom statisztika 29 / 34

azték gyémánt a csempék Az eredeti négyzetrács sakktábla-szerű befestése alapján 4 féle dominót fogunk megkülönböztetni azték gyémánt azték gyémánt csempézve azték gyémánt a csempék azték gyémánt kiszinezve azték gyémánt a sarkkör azték gyémánt összevetés négyet esetével azték gyémánt Tracy-Widom statisztika 30 / 34

azték gyémánt kiszinezve Ezeket kiszinezzük azték gyémánt azték gyémánt csempézve azték gyémánt a csempék azték gyémánt kiszinezve azték gyémánt a sarkkör azték gyémánt összevetés négyet esetével azték gyémánt Tracy-Widom statisztika 31 / 34

azték gyémánt a sarkkör nagyobb méretnél nézve: befagyott terület, sarkkör, mérsékelt égöv (frozen region, arctic circle, temperate region) azték gyémánt azték gyémánt csempézve azték gyémánt a csempék azték gyémánt kiszinezve azték gyémánt a sarkkör azték gyémánt összevetés négyet esetével azték gyémánt Tracy-Widom statisztika 32 / 34

azték gyémánt összevetés négyet esetével Összehasonlításként: négyzetes részt nézve (más határfeltétel) egyenletes eloszlást tapasztalunk azték gyémánt azték gyémánt csempézve azték gyémánt a csempék azték gyémánt kiszinezve azték gyémánt a sarkkör azték gyémánt összevetés négyet esetével azték gyémánt Tracy-Widom statisztika 33 / 34

azték gyémánt Tracy-Widom statisztika A sarkkör körüli fluktuációk F 2 eloszlást követnek. Dominókra vonalakat rajzolunk, így nem-metsző utakat kapunk. azték gyémánt azték gyémánt csempézve azték gyémánt a csempék azték gyémánt kiszinezve azték gyémánt a sarkkör azték gyémánt összevetés négyet esetével azték gyémánt Tracy-Widom statisztika A legfelső vonal közepének fluktuációja (x N/2)/(2 5/6 N 1/3 ) módon skálázva F 2 eloszlású (N esetén) 34 / 34