Кіріспе
Математикалық жалпылау түрі, яғни бастапқы нұсқасы – q 1-ге жақындағандағы шек. Математикада теореманың, тепе-теңдіктің немесе өрнектің q аналогы – бұл жаңа параметрді қамтитын жалпылау, ол q → 1 шегінде бастапқы теореманы, тепе-теңдікті немесе өрнекті қайтарады. Әдетте математиктерді табиғи түрде туындайтын q аналогтары қызықтырады, белгілі нәтижелерге кездейсоқ q аналогтарын жасаудан гөрі. Ең ерте зерттелген q аналогы – 19 ғасырда енгізілген негізгі гипергеометриялық қатар. q аналогтары көбінесе математикалық комбинаторика және арнайы функциялар салаларында зерттеледі. Мұндай жағдайларда, q → 1 шегі көбінесе формалды болады, себебі q көбінесе дискретті мәнге ие (мысалы, ол жай ғана күш болуы мүмкін). q аналогтары көптеген салаларда қолданылады, соның ішінде фракталдар мен мультифракталдық өлшемдерді зерттеуде, сондай-ақ хаотикалық динамикалық жүйелердің энтропиясы үшін өрнектерде. Фракталдар мен динамикалық жүйелерге қатыстылығы көптеген фракталдық үлгілердің Фуксиандық топтардың симметриясына ие болуымен байланысты (мысалы, Индраның інжу-маржандары мен Аполлон тығыны), әсіресе модульдік топқа. Бұл байланыс гиперболалық геометрия және эргодикалық теория арқылы жүзеге асырылады, онда эллипстік интегралдар мен модульдік формалар маңызды рөл атқарады; q қатарларының өзі эллипстік интегралдармен тығыз байланысты. q аналогтары кванттық топтарды зерттеуде және q деформацияланған супералгебраларда да кездеседі. Бұл жердегі байланыс ұқсас, себебі іс тізбесі теориясының көп бөлігі Риман беттерінің тілінде құрылған, нәтижесінде эллипстік қисықтармен байланыстар пайда болады, олар өз кезегінде q қатарларымен байланысты.
In mathematics, a q analog of a theorem, identity or expression is a generalization involving a new parameter q that returns the original theorem, identity or expression in the limit as q → 1. Typically, mathematicians are interested in q analogs that arise naturally, rather than in arbitrarily contriving q analogs of known results. The earliest q analog studied in detail is the basic hypergeometric series, which was introduced in the 19th century. q analogs are most frequently studied in the mathematical fields of combinatorics and special functions. In these settings, the limit q → 1 is often formal, as q is often discrete valued (for example, it may represent a prime power). q analogs find applications in a number of areas, including the study of fractals and multi fractal measures, and expressions for the entropy of chaotic dynamical systems. The relationship to fractals and dynamical systems results from the fact that many fractal patterns have the symmetries of Fuchsian groups in general (see, for example Indra's pearls and the Apollonian gasket) and the modular group in particular. The connection passes through hyperbolic geometry and ergodic theory, where the elliptic integrals and modular forms play a prominent role; the q series themselves are closely related to elliptic integrals. q analogs also appear in the study of quantum groups and in q deformed superalgebras. The connection here is similar, in that much of string theory is set in the language of Riemann surfaces, resulting in connections to elliptic curves, which in turn relate to q series.
Циклдік қырып-қыру
Q = (e^(2πi/n))^d болсын, бұл біртіндегі n-ші бірлік түбірінің d-ші дәрежесі. C – элементі c арқылы құрылған n реттік циклдік топ болсын. X – {1, 2, ..., n} жиынының k элементті кіші жиындықтарының жиыны болсын. C тобының X-ке қатысты канондық әрекеті c элементін (1, 2, ..., n) циклдық пермутациясына жіберу арқылы анықталады. Онда X-тегі cd-нің тұрақты нүктелерінің саны тең келеді.
q → 1
Керісінше, q-ны өзгертуге және q аналогтарын деформациялар ретінде қарастыруға мүмкіндік беретін болсақ, 1=q=1 комбинаторлық жағдайын q аналогтарының 1=q→1 лиміті ретінде қарастыруға болады (көп жағдайда формулаларда 1=q=1 деп тікелей қоюға болмайды, сондықтан лимит алу қажет). Бұл бір элементі бар өріс арқылы формальдастырылуы мүмкін, ол комбинаториканы бір элементі бар өрістегі сызықтық алгебра ретінде қайта жаңартады: мысалы, Вейль топтары – бір элементі бар өрістегі қарапайым алгебралық топтар.
Физикалық ғылымдардағы қолдану
q аналогтары көп жағдайда көп денелік проблемалардың нақты шешімдерінде кездеседі. Мұндай жағдайларда q → 1 лимиті көбінесе салыстырмалы түрде қарапайым динамикаға сәйкес келеді, мысалы, сызықтық емес өзара әрекеттесулер болмағанда, ал q < 1 кері байланыспен күрделі сызықтық емес режимді түсінуге мүмкіндік береді. Атомдық физикадан алынған мысал – сыртқы магнит өрісінің Фешбах резонансы арқылы өтуі кезінде ультрасуық фермиондық атомдық газdan молекулалық конденсат құру моделі. Бұл процесс операторлардың SU(2) алгебрасының q деформацияланған түрімен сипатталатын модель арқылы сипатталады, ал оның шешімі q деформацияланған экспоненциалдық және биномдық таралымдармен беріледі.