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退化矩阵空间的理想

Ideals of Spaces of Degenerate Matrices

University of Konstanz(康斯坦茨大学)

Julian Vill, Mateusz Michałek, Alexander Taveira Blomenhofer

AI总结:

研究退化矩阵空间的理想,发现额外方程来自张量结构,证明存在不在由特定多项式生成的理想中的方程。

摘要:

$ \mathrm{Sing}_{n, m} $ 由所有满足每种线性组合都奇异的 $ n\times n $ 矩阵元组 $ X = (X_1,\ldots, X_m) $ 构成。等价地,$X\in\mathrm{Sing}_{n, m}$ 当且仅当 $ \det(λ_1 X_1 + \ldots + λ_m X_m) = 0 $ 对所有 $ λ_1,\ldots, λ_m\in \mathbb Q $ 成立。Makam 和 Wigderson 提问是否由这些方程生成的理想总是根理想,即任何在 $ \mathrm{Sing}_{n, m} $ 上成立的多项式恒等式都包含在由多项式 $ \det(λ_1 X_1 + \ldots + λ_m X_m) $ 生成的理想中。我们通过确定 $ \mathrm{Sing}_{2, m} $ 的消失理想来回答这个问题,对于所有 $ m\in \mathbb N $。我们的结果表明,还存在额外的方程来自 $ X $ 的张量结构。更一般地,对于任何 $ n $ 和 $ m\ge n^2 - n + 1 $,我们证明存在在 $ \mathrm{Sing}_{n, m} $ 上消失但不在由多项式 $ \det(λ_1 X_1 + \ldots + λ_m X_m) $ 生成的理想中的方程。我们的方法基于关于 Fano 方案、表示论和 Gröbner 基的经典结果。

英文摘要:

The variety $ \mathrm{Sing}_{n, m} $ consists of all tuples $ X = (X_1,\ldots, X_m) $ of $ n\times n $ matrices such that every linear combination of $ X_1,\ldots, X_m $ is singular. Equivalently, $X\in\mathrm{Sing}_{n,m}$ if and only if $\det(λ_1 X_1 + \ldots + λ_m X_m) = 0$ for all $ λ_1,\ldots, λ_m\in \mathbb Q $. Makam and Wigderson asked whether the ideal generated by these equations is always radical, that is, if any polynomial identity that is valid on $ \mathrm{Sing}_{n, m} $ lies in the ideal generated by the polynomials $\det(λ_1 X_1 + \ldots + λ_m X_m)$. We answer this question in the negative by determining the vanishing ideal of $ \mathrm{Sing}_{2, m} $ for all $ m\in \mathbb N $. Our results exhibit that there are additional equations arising from the tensor structure of $ X $. More generally, for any $ n $ and $ m\ge n^2 - n + 1 $, we prove there are equations vanishing on $ \mathrm{Sing}_{n, m} $ that are not in the ideal generated by polynomials of type $\det(λ_1 X_1 + \ldots + λ_m X_m)$. Our methods are based on classical results about Fano schemes, representation theory and Gröbner bases.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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