Typical kernel size and number of sparse random matrices over Galois fields: a statistical physics approach

Using methods of statistical physics, we study the average number and kernel size of general sparse random matrices over GF(q), with a given connectivity profile, in the thermodynamical limit of large matrices. We introduce a mapping of GF(q) matrices onto spin systems using the representation of the cyclic group of order q as the q-th complex roots of unity. This representation facilitates the derivation of the average kernel size of random matrices using the replica approach, under the replica symmetric ansatz, resulting in saddle point equations for general connectivity distributions. Numerical solutions are then obtained for particular cases by population dynamics. Similar techniques also allow us to obtain an expression for the exact and average number of random matrices for any general connectivity profile. We present numerical results for particular distributions.

Cohomology of the G-Hilbert Scheme for 1/r(1,1,R−1)

2000 Mathematics Subject Classification: Primary 14E15; Secondary 14C05,14L30.

Groups of Order 32 as Galois Groups

2000 Mathematics Subject Classification: 12F12.

Double complexes and vanishing of Novikov cohomology

2010 Mathematics Subject Classification: Primary 18G35; Secondary 55U15.

Galois lattice dynamics

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Galois lattice dynamics

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

De las matem?ticas cl?sicas a las matem?ticas modernas y contempor?neas: el caso de la teor?a de Galois como una adjunci?n

En este trabajo de grado se presentan algunos elementos a considerar en el estudio de la transici?n de las matem?ticas cl?sicas a las matem?ticas modernas y contempor?neas, a trav?s de un estudio hist?rico ? epistemol?gico y matem?tico de la obra de Galois. As?, nos concentraremos en la indagaci?n de la teor?a de Galois como una adjunci?n, lo cual ser? analizado desde dos perspectivas: una matem?tica que nos muestra el presente te?rico de la teor?a de Galois y las adjunciones, lo que nos permite comentar como la teor?a de Galois es un caso particular de una adjunci?n; y otra hist?rica que muestra la evoluci?n de la teor?a de Galois desde 1830 hasta la actualidad. Todo esto, porque consideramos la teor?a de Galois como un ejemplo paradigm?tico en la transici?n de las matem?ticas cl?sicas a las matem?ticas modernas y contempor?neas. Al final presentaremos una reflexi?n did?ctica y epistemol?gica vinculada directamente a la formaci?n inicial de profesores en el cuerpo de las matem?ticas.

A study on independent component analysis over galois fields

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015.

Conexiones de Galois y técnicas de tratamiento de la información

En el ámbito de las estructuras ordenadas, Ø. Ore introdujo en 1944 el concepto de conexión de Galois como un par de funciones antítonas entre dos conjuntos parcialmente ordenados, generalizando así la teoría de polaridades entre retículos completos. Este concepto supone una generalización de la correspondencia subgrupo-subcuerpo que se describe en el clásico Teorema Fundamental de la Teoría de Galois, de ahí el origen del término. Años más tarde, J. Schmidt mantuvo la terminología de conexión de Galois, pero cambió las funciones antítonas por funciones isótonas, lo cual favoreció la aplicabilidad de este concepto a Computación. El término adjunción fue introducido en 1958 por D. M. Kan. Originalmente fueron definidas en un contexto categórico y tal vez debido a esto, pueden encontrarse gran cantidad de ejemplos de adjunciones en varias áreas de investigación, que van desde las más teóricas a las más aplicadas. En 1965, Lotfi Zadeh introduce la Teoría de Conjuntos Difusos. En su trabajo se aborda definitivamente el problema del modelado matemático de la ambigüedad, con la definición de conjunto difuso X en un universo U como una aplicación X: U→ [0,1] que asocia a cada elemento u del conjunto U un valor del intervalo real [0,1] y donde X(u) representa el grado de pertenencia de u al conjunto difuso X. El término conexión de Galois difusa fue introducido por R. Belohlávek como un par de aplicaciones definidas entre los conjuntos de conjuntos difusos definidos sobre dos universos. Desde entonces, en el ámbito de la lógica difusa, se pueden encontrar numerosos artículos en los cuales se estudian las conexiones de Galois difusas desde un punto de vista algebraico y abstracto. El objetivo principal de este trabajo es estudiar y caracterizar, a partir de una aplicación f: A→ B desde un conjunto A dotado con una determinada estructura hasta un conjunto B no necesariamente dotado de estructura, las situaciones en las cuales se pueda definir una estructura en B similar a la de A, de forma que además se pueda construir una aplicación g: B→ A tal que el par (f,g) sea una adjunción (conexión de Galois isótona). Se considera el conjunto A dotado con un orden parcial y se realiza la descomposición canónica de la función f a través del conjunto cociente de A con respecto a la relación núcleo. Partiendo del problema inicial de deducir las condiciones necesarias y suficientes para la existencia de un orden parcial en B y para la definición de un adjunto por la derecha de f, con esta descomposición canónica se pretende dividir la cuestión en tres problemas más simples, a saber, la construcción de un orden en el codominio y un adjunto por la derecha para cada una de las aplicaciones que forman parte de la citada descomposición. Esto resuelve la cuestión planteada para el caso de funciones que son sobreyectivas. Para el caso general, es necesario analizar previamente cómo extender una relación de preorden definida sobre un subconjunto de un conjunto dado a dicho conjunto, así como la definición de un adjunto por la derecha para la inclusión natural del subconjunto dentro del conjunto. Se continua la investigación considerando el conjunto A dotado con un preorden, en este caso la ausencia de la propiedad antisimétrica hace necesario utilizar la denominada relación p-núcleo, que es el cierre transitivo de la unión de la relación núcleo y la relación de equivalencia núcleo simétrico. Asimismo, el hecho de que no se tenga unicidad para el máximo o el mínimo de un subconjunto, conduce a trabajar con relaciones definidas en el conjunto de partes de un conjunto (concretamente, con el preorden de Hoare). Todo ello hace aumentar la dificultad en la búsqueda de las condiciones necesarias y suficientes para la existencia de una relación de preorden en el codominio y la existencia de un adjunto por la derecha. Se finaliza esta sección con el análisis de la unicidad del adjunto por la derecha y del orden parcial (preorden) definido sobre el codominio. Después del estudio anterior, se introducen los denominados operadores y sistemas de ≈-cierre en conjuntos preordenados y se analiza la relación existente entre ambos (que deja de ser biunívoca, como sucede en el caso de órdenes parciales). Se trabaja con la noción de compatibilidad respecto a una relación de equivalencia y se caracteriza la construcción de adjunciones entre conjuntos preordenados en términos de la existencia de un sistema de ≈-cierre compatible con la relación núcleo. En una segunda parte de la tesis, se aportan las definiciones de las nociones de adjunción difusa, co-adjunción difusa y conexiones de Galois difusas por la derecha y por la izquierda entre conjuntos con preórdenes difusos. Además se presentan las distintas caracterizaciones de los conceptos anteriormente señalados, así como las relaciones entre ellos. Se aborda la construcción de adjunciones entre conjuntos con órdenes difusos, utilizando de nuevo la relación núcleo, en su versión difusa, y la descomposición canónica de la función de partida respecto a ella. El teorema principal de esta sección recoge una caracterización para la definición de una relación difusa de orden sobre el codominio B y un adjunto por la derecha para f:(A, ρA) → B donde (A, ρA) es un conjunto con un orden difuso. El estudio del problema anterior entre conjuntos con preórdenes difusos, hace necesario trabajar con la relación difusa denominada p-núcleo. También es preciso definir un preorden difuso en el conjunto de partes de un conjunto para describir las condiciones bajo las que es posible la construcción de una adjunción. Se finaliza proponiendo la definición de sistema de cierre en un conjunto con un preorden difuso y algunas caracterizaciones más manejables. También se trabaja con los operadores de cierre definidos en un conjunto con un preorden difuso y se analiza la relación con los sistemas de cierre. Todo ello encaminado a caracterizar la construcción de un adjunto por la derecha y un preorden difuso sobre el codominio B de una de una aplicación f:(A, ρA) → B, donde ρA es un preorden difuso sobre A.

Equivariant Birch-Swinnerton-Dyer Conjecture for the Base Change of Elliptic Curves: An Example

Let E be an elliptic curve defined over Q and let K/Q be a finite Galois extension with Galois group G. The equivariant Birch-Swinnerton-Dyer conjecture for h(1)(E x(Q) K)(1) viewed as amotive over Q with coefficients in Q[G] relates the twisted L-values associated with E with the arithmetic invariants of the same. In this paper I prescribe an approach to verify this conjecture for a given data. Using this approach, we verify the conjecture for an elliptic curve of conductor 11 and an S-3-extension of Q.

Formal description, compression and transformation of digital pictures II. Picture algebra and geometry

In an earlier paper (Part I) we described the construction of Hermite code for multiple grey-level pictures using the concepts of vector spaces over Galois Fields. In this paper a new algebra is worked out for Hermite codes to devise algorithms for various transformations such as translation, reflection, rotation, expansion and replication of the original picture. Also other operations such as concatenation, complementation, superposition, Jordan-sum and selective segmentation are considered. It is shown that the Hermite code of a picture is very powerful and serves as a mathematical signature of the picture. The Hermite code will have extensive applications in picture processing, pattern recognition and artificial intelligence.

Formal description, compression and transformation of digital pictures

This paper describes the application of vector spaces over Galois fields, for obtaining a formal description of a picture in the form of a very compact, non-redundant, unique syntactic code. Two different methods of encoding are described. Both these methods consist in identifying the given picture as a matrix (called picture matrix) over a finite field. In the first method, the eigenvalues and eigenvectors of this matrix are obtained. The eigenvector expansion theorem is then used to reconstruct the original matrix. If several of the eigenvalues happen to be zero this scheme results in a considerable compression. In the second method, the picture matrix is reduced to a primitive diagonal form (Hermite canonical form) by elementary row and column transformations. These sequences of elementary transformations constitute a unique and unambiguous syntactic code-called Hermite code—for reconstructing the picture from the primitive diagonal matrix. A good compression of the picture results, if the rank of the matrix is considerably lower than its order. An important aspect of this code is that it preserves the neighbourhood relations in the picture and the primitive remains invariant under translation, rotation, reflection, enlargement and replication. It is also possible to derive the codes for these transformed pictures from the Hermite code of the original picture by simple algebraic manipulation. This code will find extensive applications in picture compression, storage, retrieval, transmission and in designing pattern recognition and artificial intelligence systems.

Finitary Abstract Elementary Classes

The research in model theory has extended from the study of elementary classes to non-elementary classes, i.e. to classes which are not completely axiomatizable in elementary logic. The main theme has been the attempt to generalize tools from elementary stability theory to cover more applications arising in other branches of mathematics. In this doctoral thesis we introduce finitary abstract elementary classes, a non-elementary framework of model theory. These classes are a special case of abstract elementary classes (AEC), introduced by Saharon Shelah in the 1980's. We have collected a set of properties for classes of structures, which enable us to develop a 'geometric' approach to stability theory, including an independence calculus, in a very general framework. The thesis studies AEC's with amalgamation, joint embedding, arbitrarily large models, countable Löwenheim-Skolem number and finite character. The novel idea is the property of finite character, which enables the use of a notion of a weak type instead of the usual Galois type. Notions of simplicity, superstability, Lascar strong type, primary model and U-rank are inroduced for finitary classes. A categoricity transfer result is proved for simple, tame finitary classes: categoricity in any uncountable cardinal transfers upwards and to all cardinals above the Hanf number. Unlike the previous categoricity transfer results of equal generality the theorem does not assume the categoricity cardinal being a successor. The thesis consists of three independent papers. All three papers are joint work with Tapani Hyttinen.

Cup products for groups and commutators

We give it description, modulo torsion, of the cup product on the first cohomology group in terms of the descriptions of the second homology group due to Hopf and Miller.

Gauss law commutator in the chirally gauged Wess-Zumino-Witten model

We evaluate the commutator of the Gauss law constraints starting from the chirally gauged Wess-Zumino-Witten action. The calculations are done at tree level, i.e. by evaluating corresponding Poisson brackets. The results are compared with commutators obtained by others directly from the gauged fermionic theory, and with Faddeev's results based on cohomology.