Fonatok csavarása és a Homfly polinom



Hasonló dokumentumok
Számelméleti feladatok az általános iskolai versenyek tükrében dr. Pintér Ferenc, Nagykanizsa

Fejezetek a lineáris algebrából PTE-PMMK, Műszaki Informatika Bsc. Dr. Kersner Róbert

Analízisfeladat-gyűjtemény IV.

Lineáris Algebra gyakorlatok

Sztojka Miroszláv LINEÁRIS ALGEBRA Egyetemi jegyzet Ungvár 2013

MATEMATIKA I. RÉSZLETES ÉRETTSÉGI VIZSGAKÖVETELMÉNY A) KOMPETENCIÁK

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

EGYTENGELYŰ EREDŐ REOLÓGIA, ÉS RELAXÁCIÓ MINT

Analízis előadás és gyakorlat vázlat

Egy emelt szintű érettségi feladat kapcsán Ábrahám Gábor, Szeged

MATEMATIKA FELADATGYŰJTEMÉNY

Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR. Analízis I. példatár. (kidolgozott megoldásokkal) elektronikus feladatgyűjtemény

MATEMATIKA TANMENET SZAKKÖZÉPISKOLA 9.A-9.C-9.D OSZTÁLY HETI 4 ÓRA 37 HÉT/ ÖSSZ 148 ÓRA

MATEMATIKA KOMPETENCIATERÜLET A

Lineáris programozás. Modellalkotás Grafikus megoldás Feladattípusok Szimplex módszer

Széchenyi István Egyetem, 2005

Lineáris algebra - jegyzet. Kupán Pál

2. Digitális hálózatok...60

Pontszerű test, pontrendszer és merev test egyensúlya és mozgása (Vázlat)

Bevezetés a számításelméletbe I. feladatgyűjtemény. Szeszlér Dávid, Wiener Gábor

Mátrixaritmetika. Tartalom:

Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás

Matematikai programozás gyakorlatok

NUMERIKUS MÓDSZEREK FARAGÓ ISTVÁN HORVÁTH RÓBERT. Ismertető Tartalomjegyzék Pályázati támogatás Gondozó

Bináris keres fák kiegyensúlyozásai. Egyed Boglárka

Matematikai logika 1 A MATEMATIKAI LOGIKA ALAPJAI. Pécsi Tudományegyetem, Bevezetés

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

2. előadás: További gömbi fogalmak

hogy a megismert fogalmakat és tételeket változatos területeken használhatjuk Az adatok, táblázatok, grafikonok értelmezésének megismerése nagyban

I. Gondolkodási módszerek: (6 óra) 1. Gondolkodási módszerek, a halmazelmélet elemei, a logika elemei. 1. Számfogalom, műveletek (4 óra)

Gráfelmélet/Diszkrét Matematika MSc hallgatók számára. Párosítások

Analízis 1. (BSc) vizsgakérdések Programtervez informatikus szak tanév 2. félév

Szimplex módszer, szimplex tábla Példaként tekintsük a következ LP feladatot:

Rejtett részcsoportok és kvantum-számítógépek

IDŐSOROS ROMA TANULÓI ARÁNYOK ÉS KIHATÁSUK A KOMPETENCIAEREDMÉNYEKRE*


PRÓBAÉRETTSÉGI MATEMATIKA május-június SZÓBELI EMELT SZINT. Tanulói példány. Vizsgafejlesztő Központ

GYAKORLAT. 1. Elemi logika, matematikai állítások és következtetések, halmazok (lásd EA-ban is; iskolából ismert)

EGÉSZTESTSZÁMLÁLÁS. Mérésleírás Nukleáris környezetvédelem gyakorlat környezetmérnök hallgatók számára

Feladatok a Diffrenciálegyenletek IV témakörhöz. 1. Határozzuk meg következő differenciálegyenletek általános megoldását a próba függvény módszerrel.

MATEMATIKA Emelt szint évfolyam

Online jegyzet az Egészérték Programozás I. és II. tárgyhoz

Matematika. Specializáció évfolyam

MATEMATIKA TANTERV Bevezetés Összesen: 432 óra Célok és feladatok


Az osztályozó, javító és különbözeti vizsgák (tanulmányok alatti vizsgák) témakörei matematika tantárgyból

1.1. Gyökök és hatványozás Hatványozás Gyökök Azonosságok Egyenlőtlenségek... 3

LÁNG CSABÁNÉ SZÁMELMÉLET. Példák és feladatok. ELTE IK Budapest javított kiadás

Komplex számok szeptember Feladat: Legyen z 1 = 2 3i és z 2 = 4i 1. Határozza meg az alábbi kifejezés értékét!

Bevezetés a játékelméletbe Kétszemélyes zérusösszegű mátrixjáték, optimális stratégia


Bemenet modellezése II.

Tervezett erdőgazdálkodási tevékenységek bejelentése

MATEMATIKA Kiss Árpád Országos Közoktatási Szolgáltató Intézmény Vizsgafejlesztő Központ

BUDAPESTI KÖZGAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM. Puskás Csaba, Szabó Imre, Tallos Péter LINEÁRIS ALGEBRA JEGYZET

KÉRDÉSEK_GÉPELEMEKBŐL_TKK_2016.

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék VARJU EVELIN

Halmazok. Halmazelméleti lapfogalmak, hatványhalmaz, halmazm veletek, halmazm veletek azonosságai.

Hálók kongruenciahálója

5. Előadás. Megyesi László: Lineáris algebra, oldal. 5. előadás Lineáris függetlenség

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI VIZSGA ÁLTALÁNOS KÖVETELMÉNYEI

Félévi időbeosztás (nagyjából) házi feladat beadási határidőkkel (pontosan) Valószínűségszámítás 2. matematikusoknak és fizikusoknak, 2009 tavasz

Matematika tanmenet (A) az HHT-Arany János Tehetségfejleszt Program el készít -gazdagító évfolyama számára

TARTALOM. Ismétlő tesztek ÚTMUTATÁSOK ÉS EREDMÉNYEK...255

Lineáris Algebra GEMAN 203-B. A három dimenziós tér vektorai, egyenesei, síkjai

5.10. Exponenciális egyenletek A logaritmus függvény Logaritmusos egyenletek A szinusz függvény

GAZDASÁGI STATISZTIKA

2. Halmazelmélet (megoldások)

Válasz Szőnyi Tamásnak az Optimális térlefedő kódok kutatása című doktori értekezés opponensi bírálatára

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Kombinatorika

Intergrált Intenzív Matematika Érettségi


Lineáris algebra 2. Filip Ferdinánd december 7. siva.banki.hu/jegyzetek

Hossó Aranka Márta. Matematika. pontozófüzet. a speciális szakiskola osztálya számára összeállított. Felmérő feladatokhoz. Novitas Kft.

HELYI TANTERV MATEMATIKA tanításához Szakközépiskola évfolyam

Parciális differenciálegyenletek numerikus módszerei számítógépes alkalmazásokkal Karátson, János Horváth, Róbert Izsák, Ferenc

Biofizika tesztkérdések

Apor Vilmos Katolikus Iskolaközpont. Helyi tanterv. Matematika. készült. a 51/2012. (XII. 21.) EMMI rendelet 3. sz. melléklet 9-12./

Vektorterek. Wettl Ferenc február 17. Wettl Ferenc Vektorterek február / 27

Sztochasztikus folyamatok 1. házi feladat

3 He ionokat pedig elektron-sokszorozóval számlálja. A héliummérést ismert mennyiségű

LINEÁRIS ALGEBRA PÉLDATÁR MÉRNÖK INFORMATIKUSOKNAK

A két csapatra osztás leggyakoribb megvalósításai: Lyukas teli (vagy sima vagy nem lyukas)

Átrendezések és leszámlálások ÚTMUTATÓ Hegedüs Pál június 30.

MIKROÖKONÓMIA I. Készítette: K hegyi Gergely és Horn Dániel. Szakmai felel s: K hegyi Gergely június

MATEMATIKA PRÓBAÉRETTSÉGI MEGOLDÓKULCS EMELT SZINT

Valószín ségelmélet házi feladatok

SZAKDOLGOZAT. Takács László

Bevezetés a valószínűségszámításba és alkalmazásaiba: példákkal, szimulációkkal

FÖLDMÉRÉS ÉS TÉRKÉPEZÉS

Mercs Erika. Matematikai módszerek a navigációban

5. Mérés Transzformátorok

Hittanverseny egyházmegyei megyei/kerületi forduló március 21. Megoldások 1-2. osztály

KULCS_GÉPELEMEKBŐL III.

Lehet vagy nem? Konstrukciók és lehetetlenségi bizonyítások Dr. Katz Sándor, Bonyhád

Statisztikai módszerek alkalmazása az orvostudományban. Szentesi Péter

NT Matematika 9. (Heuréka) Tanmenetjavaslat

A gyakorlatok HF-inak megoldása Az 1. gyakorlat HF-inak megoldása. 1. Tagadások:

Lemezkezelés, állományrendszerek

Dekonvolúció, Spike dekonvolúció. Konvolúciós föld model

Átírás:

Fonatok csavarása és a Homfly polinom Kálmán Tamás Tokiói Egyetem MTA Rényi Intézet szemináriuma 2008. március 28.

Definíciók és a Morton Franks Williams egyenlőtlenség áttekintése A Homfly polinom bizonyos együtthatói A fő tétel Példák A bizonyítás vázlata

Szótár link framed skein relation writhe self-intersection braid braid index computation tree lánc tüskézett gubanc-egyenlet pöndörödés önmetszés fonat fonat-index számolófa

Konvenciók Legyen D egy irányított lánc-diagram. A hozzá rendelt tüskézett Homfly polinomot, H D (v, z)-t a következő, ún. gubanc-egyenletek definiálják. Maga a Homfly polinom pedig H H = zh H = vh H = v H H =. P D (v, z) = v w H D (v, z), ahol w a D pöndörödése (algebrai önmetszés-száma).

Newton poligon A Homfly polinom együtthatóit a vz síkon tüntetjük fel. Példa: A T (3, 5) tóruszcsomó Homfly polinomja P T (3,5) (v, z) = z 8 v 8 + 8z 6 v 8 z 6 v 0 + 2z 4 v 8 7z 4 v 0 + 2z 2 v 8 4z 2 v 0 + z 2 v 2 + 7v 8 8v 0 + 2v 2 = (z 8 +8z 6 +2z 4 +2z 2 +7)v 8 (z 6 +7z 4 +4z 2 +8)v 0 +(z 2 +2)v 2, amelyre a következőképpen gondolunk: z z=8 8! 2!7 2!4 z=0 7!8 2 v v= 8 v=2

A Morton Franks Williams (MFW) egyenlőtlenségek A híres egyenlőtlenség (nagyjából): fonat-index P nem-nulla oszlopainak száma. Ezt a következő két egyenlőtlenségből szokták levezetni. Legyen β egy fonat (-szó) n szálon úgy, hogy az együtthatók összege w. Jelölje P bβ (v, z) a β lezártjának Homfly polinomját. Ekkor alsó MFW becslés: w n + legkisebb v fokszám P bβ -ban felső MFW becslés: legnagyobb v fokszám P bβ -ban w + n.

MFW egyenlőtlenség grafikusan z v v=w!n+ v=w+n! (A szürke sokszög a P bβ Newton poligonja.)

Egy példa Ha a T (3, 5) tóruszcsomót a β = (σ σ 2 ) 5 = fonat-szóval reprezentáljuk, akkor n = 3, w = 0, w n + = 8 és w + n = 2. Erre a fonatra az alsó és felső MFW becslés egyaránt éles. Valóban, a hozzá tartozó Homfly polinom 3 oszlopból áll, ami megegyezik a szálak számával.

A szélső oszlopok Az alsó MFW becslés akkor és csak akkor éles, ha a P baloldali oszlopa v = w n + -nél van. Hasonló igaz a felső becslésre és a jobboldali oszlopra. A szélső oszlopokban levő konkrét együtthatók is érdekesek lehetnek. Például, ha másként normalizálunk: H = helyett H = v v ; z akkor a szélső oszlopok előjel erejéig nem változnak. Akkor is ugyanazokat a számokat látjuk, ha más, szintén standard változókat használunk: a = v, l = v, m = z stb.

Variációk a Homfly polinomra Példa: a másik fajta normalizációban az előző tóruszcsomó Homfly polinomja így néz ki: z 8 2 2!!7!4 7!8 2 v z! 8!9 2!28 7 2 7!35!5 5 0!!2 v

Kitérő: felbontások Van egy meggyőzőbb érv is a szélső oszlopok vizsgálata mellett. Rutherford (2005): Ha a K csomó-típus tartalmaz olyan Legendre-féle reprezentánsokat, amelyeknek kellően magas a Thurston Bennequin száma, akkor a P K (v, z) baloldali oszlopában található együtthatók ezen reprezentánsok úgynevezett irányított felbontásainak számát adják meg (génusz szerint csoportosítva). Hasonlóan, a jobboldali oszlop a K tükörképének irányított felbontásairól adhat információt.

Csavarás hozzáadása Jelölje a Garside-féle fonatot (azaz pozitív félcsavart) n szálon n vagy egyszerűen csak. A teljes csavart reprezentáló 2 fonatban n(n ) darab pozitív kereszteződés van. Példa: 3 = és 2 3 =. Ha β-ban n szál van és a kitevők összege w, akkor β 2 -ben továbbra is n szál van de a kitevők összege már w + n(n ). Így a felső MFW korlát a β 2 -re w + n(n ) + n = w + n 2.

Ezek után azt vesszük észre, hogy... Tétel Bármely β fonat esetén az alsó MFW becslés akkor és csak akkor éles, ha a felső becslés éles a β 2 -re. Ha ez fennáll, akkor P bβ baloldali oszlopa = ( ) n P dβ 2 jobboldali oszlopa. () Megjegyzés Kicsit pontosabban, a következő igaz minden β-ra: v w n+ együtthatója P bβ -ban = ( ) n v w+n2 együtthatója P dβ 2-ban. (2) Ez vagy azt mondja, hogy 0 = 0, vagy pedig a kicsit értelmesebb ()-et. Ez attól függ, hogy az élességi feltétel teljesül-e.

Pozitív és nem pozitív fonatok Ha β egy pozitív fonat, akkor ismert, hogy a két ekvivalens élességi feltétel fennáll, azaz (2) mindig értelmes. De a Morton Franks Williams egyenlőtlenség éles sok más csomóra is. 249 csomó-típus rajzolható le tíz vagy kevesebb kereszteződéssel, és ezek közül mindössze ötnek nincsen olyan fonat-reprezentációja, amelyre az (alsó) MFW egyenlőtlenség nem éles. Ezek szerint (2) sok nem-pozitív fonatra is használható információt nyújt.

A fő példánkban: z! = 8 2!!7 2!4 7!8 2 v 4! z 78!3 22!65!" 2 = 338 273!57!89 8 2 05!05 2 5!2 7 v

Egy kapcsolódó példa (pozitív Markov stabilizáció): z " = 8 2 2!!7!4! 3 7!8 2 v 20! 7!9 87!53 2395!680 5 z 4458!82 9 528!304 286! "# 2 = 389!3047 692!794 39!554 496 468 220!8!2!2 37!69 40!7 v

Egy kevésbé sikeres példa (negatív Markov stabilizáció): z 0 " =!! 3 0 0 0 0 8 2 2 7!!7!4!8 2 v v= 6 8! 36!7 56!9 z 377!443 2 2057!946 55 0 "# 2 = 837!66 924!792 23!264 2 32 66 0 0 0 22!33 2 0 v v= 24 Itt a β-ra vonatkozó alsó MFW korlát (0 ) 4 + = 6 és a β 2 -re vonatkozó felső (0 ) + 4 2 = 24. ( β 2 valójában a T (3, 0) tóruszcsomó.)

Számolófák Bármely fonathoz (nem egyértelműen) rendelhető egy ún. számolófa, amelyet azután a Homfly polinom meghatározására használhatunk. A fa a következő négy műveletből épül fel: Izotópia (a fonatcsoport relációi) Konjugálás: β β 2 β 2 β Pozitív Markov destabilizáció: ασ i B i+ -ből α B i lesz Kétfajta Conway elágazás: és A számolófa leveleinél triviális (kereszteződés nélküli) fonatok vannak, melyekben a szálak száma változhat.

A bizonyítás terve A bizonyítandó lineáris volta ellenére a Hecke algebra elkerülhető. Elegendő a gubanc-elméletet használni. Legyen Γ egy β-hoz tartozó számolófa. Építünk egy Γ számolófát a β 2 -hez, amely Γ-t imitálja. Közelebbről, beiktatunk egy teljes csavart és megnézzük, hogy mi menthető meg Γ-ból. (A négyféle lépést kell elemeznünk.) A válasz: Γ megmarad, mint Γ rész-fája. (A konkrét részletek megértése után a formula könnyen leolvasható.)

Három eset könnyű... Izotópia és Conway elágazás: Semmi gond! Ezek a lépések teljesen lokálisak. Konjugálás: Idézzük fel, hogy 2 a fonatcsoport centrumában van (annak generátora). Így aztán a Γ-béli β β 2 β 2 β konjugálás felcserélhető egy izotópia és egy konjugálás kompozíciójára Γ-ban: β β 2 2 β 2 β 2 β 2 β 2.

... a negyedik egy kicsit nehezebb A Γ-béli Markov destabilizációk imitálásához Γ-ba egy Conway elágazást kell iktatni. Ha Γ-ban ezt látjuk:!!

Akkor Γ-ban a következőt tehetjük:! " 2!! " 2!! Ez egy új, úgymond szükségtelen ágat indít Γ-ban. De a fonat, amelytől az új ág indul, n szálon fut. (Pontosabban izotópiák, konjugálások és egy Markov destabilizáció sorozatával a szálak száma eggyel csökkenthető.) Ebből, éppen az MFW egyenlőtlenség által, az következik, hogy Γ új ága nem befolyásolja P dβ 2 bennünket érdeklő részét.

A bizonyítás vége Eddig azt láttuk, hogy Γ tartalmazza Γ egy másolatát és hogy ami azon kívül van, nem számít. Csakhogy Γ leveleinél, ahol eddig (Γ-ban) triviális fonatok voltak, most 2 példányai találhatóak. Viszont P c 2(v, z) (vagy ha tetszik, egy számolófa 2 -hez) jól ismert. Speciálisan, a jobboldali oszlop egyetlen -esből áll. Ebből az egyenlet kiolvasható.

Nyitott kérdések Alkalmazások? (Jones-sejtés) Általánosítás Khovanov Rozansky homológiára, vagy esetleg a Dunfield Gukov Rasmussen-féle szuperpolinomra?