[go: up one dir, main page]

关于正定厄米矩阵代入实向量取负号再套$\exp$的积分

  1. 上周
    上周鹿目まどか 重新编辑

    该问题源于Geometry, Topology and Physics, Second Edition.
    书中首先给了两个习题:
    以下$\lambda_i$都是指$A$的所有特征值。
    (1)设$A$为对称正定实矩阵,证明:
    $$\int dx_1...dx_n\exp\left[-\sum_{i,j}x_iA_{ij}x_j\right]=\pi^{n/2}\prod_i\lambda_i^{-1/2}$$
    (2)设$A$为厄密正定矩阵,证明:
    $$\int dz_1d\bar z_1...dz_nd\bar z_n\exp\left[-\sum_{i,j}\bar z_iA_{ij}z_j\right]=\pi^n\prod_i\lambda_i^{-1}$$
    这两个问题实际上都不难,当然,第二问其实有错误,因为$dz\wedge d\bar z=(dx+idy)\wedge(dx-idy)=-2idx\wedge dy$,并不等于$dx\wedge dy$,也就是说等号右侧应该是$(-2\pi i)^n\prod_i\lambda_i^{-1}$。
    接着正文中出现了这么一段内容:
    设$A$为$n\times n$厄密正定矩阵,且特征值为$\lambda_k$,那么对于实变量$x_k$,根据上述习题有:
    $$\prod_{k=1}^n\left(\int_{-\infty}^\infty dx_k\right)\exp\left[-\frac12\sum_{p,q}x_pA_{pq}x_q\right]=?\prod_k\lambda_k^{-1/2}$$其中$?$是指某和$n$有关的常数,但是我实在没看出来这东西要怎么根据那两个习题得出,哪冒出来的对厄密矩阵在实空间上积分的操作?

  2. 没区别吧……$x_p$是实的所以$\sum x_pA_{pq}x_q=\sum x_p(A_{pq}+A_{qp})x_q/2=\sum x_p \mathrm{Re}(A_{pq})x_q$,然后就是对称正定实矩阵了……

  3. 上周鹿目まどか 重新编辑

    @Hachiri Tomoko 没区别吧……$x_p$是实的所以$\sum x_pA_{pq}x_q=\sum x_p(A_{pq}+A_{qp})x_q/2=\sum x_p \mathrm{Re}(A_{pq})x_q$,然后就是对称正定实矩阵了……

    原书就是写错了,$A$应该是对称实矩阵,否则答案应该是$A$的实部的特征值的平方根倒数的积

  4. @鹿目まどか 原书就是写错了,$A$应该是对称实矩阵,否则答案应该是A的实部的特征值的平方根倒数的积

    这是书上第几页的习题?

  5. @eroica 这是书上第几页的习题?

    章节编号是1.4.2

  6. @鹿目まどか 章节编号是1.4.2

    那这里确实是作者错了。这个结论只对实对称矩阵成立。但是后面作者是不是也只处理矩阵是实的情况?

  7. @eroica 那这里确实是作者错了。这个结论只对实对称矩阵成立。但是后面作者是不是也只处理矩阵是实的情况?

    是的,后文的那个算符就是个实算符

  8. voidvalue

    8楼 9月9日 优秀回答者
    上周voidvalue 重新编辑

    @鹿目まどか 原书就是写错了,$A$应该是对称实矩阵,否则答案应该是$A$的实部的特征值的平方根倒数的积

    (2)错了,但2楼应该是想说这个推论只依赖于(1),因为可以变成对称正定实矩阵的二次型

  9. @voidvalue (2)错了,但2楼应该是想说这个推论只依赖于(1),因为可以变成对称正定实矩阵的二次型

    但是正文行文里说的是A的特征值,而不是A的实部的特征值。

  10. @voidvalue (2)错了,但2楼应该是想说这个推论只依赖于(1),因为可以变成对称正定实矩阵的二次型

    习题(2)应该是没错的,因为$z_i$也是复的。但是后面正文中的过程有错。

  11. @eroica 习题(2)应该是没错的,因为$z_i$也是复的。但是后面正文中的过程有错。

    (2)的系数有点错误,好像不少地方有dz d bar z=dxdy的约定,不晓得是怎么形成的。

  12. @eroica 习题(2)应该是没错的,因为$z_i$也是复的。但是后面正文中的过程有错。

    https://math.stackexchange.com/questions/3976574/how-does-int-dz-d-bar-z-evaluate-to-int-int-dx-dy
    你看这个,有这种奇怪约定的地方怕是不少。

 

后才能发言