Кіріспе

Алгебралық геометрияның скелеттік нұсқасы

Математикада тропикалық геометрия – полиномдар мен олардың геометриялық қасиеттерін зерттеу, онда қосылу операциясы минимумға алмастырылса, ал көбейту операциясы – қарапайым қосылуға алмастырылады:

Мысалы, классикалық полином келесідей болады. Мұндай полиномдар мен олардың шешімдері оңтайландыру мәселелерінде маңызды қолданысқа ие, мысалы, пойыз желісі үшін оптималды жөнелту уақытын анықтау мәселесі. Тропикалық геометрия – алгебралық геометрияның бір түрі, онда полиномдық графиктері кесімді сызықтық торларға ұқсайды және сандар өріс орнына тропикалық жартылай сақинаға жатады. Классикалық және тропикалық геометрия тығыз байланысты болғандықтан, олардың арасында нәтижелер мен әдістерді түрлендіруге болады. Алгебралық сорттарды тропикалық аналогына бейнелеуге болады және бұл процесс бастапқы сорт туралы геометриялық ақпараттың бір бөлігін сақтайтындықтан, алгебралық геометрияның классикалық нәтижелерін, мысалы, Брилль-Нотер теоремасын тропикалық геометрия құралдарын пайдалана отырып, дәлелдеуге және жалпылауға көмектеседі.

Тарих

Тропикалық талдаудың негізгі идеялары әртүрлі салалардағы математиктермен бірдей нотацияны пайдалана отырып, тәуелсіз түрде әзірленді. Тропикалық геометрияның орталық идеялары бірқатар бұрынғы еңбектерде әртүрлі нысандарда кездесті. Мысалы, Виктор Павлович Маслов интеграция процесінің тропикалық түрін енгізді. Ол сондай-ақ Лежандр түрлендіруі және Гамильтон-Жакоби теңдеуінің шешімдері тропикалық сезімде сызықтық операциялар екенін атап өтті. Дегенмен, теорияның негізгі анықтамаларын біріктіруге күш салу тек 1990 жылдардың соңынан бері басталды. Бұл оның санамалық алгебралық геометрияға қолданылуымен, Максим Концевичтің идеяларымен және Григорий Михалкиннің, сондай-ақ басқалардың еңбектерімен байланысты болды. "Тропикалық" деген сөз француз математиктері венгр тегін алған бразилиялық компьютер ғалымы Имре Симонның құрметіне аталды, ол осы сала туралы жазған. Жан Эрик Пин бұл атауды Доминик Перринге жатқызады, ал Симон өзі бұл сөзді Кристиан Шофрутке жатқызады.

Анықтамалар

X алгебралық тордағы алгебралық түрлiлiк болғанда, X-тың тропикалық түрлiлiгi немесе X-тың тропикалдануы, деп белгіленедi, және ол әртүрлі тәсiлдермен анықталуы мүмкiн. Осы анықтамалардың сәйкес келуi Тропикалық геометрияның негізгі теоремасы деп аталады. Егер X - сандық дененің үстiндегi түрлiлiк болса, онда ол логарифм картасының t негізі шексізге ұмтылғандағы амебаның лимит объектiсi ретiнде қарастырылуы мүмкiн.

Көпбұрышты кешен

Келесі сипаттама тропикалық сорттарды алгебралық сорттарға және тропикализацияға сілтеме жасамастан, ішкі қасиеттерімен сипаттайды. V жиыны, егер ол таза d өлшемді салмақталған полиэдрлік кешеннің тіреуі болса, нөлдік кернеу шартын қанағаттандыратын және бір өлшемде байланысқан болса, азайтылмайтын тропикалық сорт болып табылады. d бірге тең болса, нөлдік кернеу шарты әрбір төбесінің маңындағы қабырғалардың шығу бағыттарының салмақталған қосындысы нөлге тең екенін білдіреді. Жоғары өлшемдер үшін, сомалар ұяшықтың аффиндік кеңістігіне қатысты бөлінгеннен кейін, әрбір d өлшемді ұяшықтың маңында есептеледі.

Қолданбалар

Тропикалық сызық 2007 жылғы қаржы дағдарысы кезінде Англия банкі қолданған Пол Клемперердің аукцион дизайнында пайда болды. Йосинори Шиозава субтропикалық алгебраны макс көбейту немесе мин көбейту жартылай сақинасы (макс қосу және мин қосу орнына) деп анықтады. Ол Рикардоның сауда теориясын (енгізімдер саудасы жоқ халықаралық сауда) субтропикалық дөңес алгебра ретінде түсіндіруге болатынын тапты. Тропикалық геометрия ReLU белсендіруі бар алға жылдамдырулы нейрондық желілердің күрделілігін талдау үшін де қолданылды. Бұған қоса, жұмыс жоспарлау, орналасу талдауы, көлік желілері, шешім қабылдау және дискреттік оқиғалардың динамикалық жүйелерінде туындайтын бірнеше оптимизациялық мәселелер тропикалық геометрия шеңберінде формулирлене және шешіле алады. Абель-Джакоби картасының тропикалық аналогы кристалл дизайнына қолданылуы мүмкін. Салмақты соңғы автоматтардағы салмақтар көбінесе тропикалық жартылай сақина болуы керек. Тропикалық геометрия өзін-өзі ұйымдастырушы сындықтылықты көрсетуге қабілетті.