Кіріспе

Математикада инциденттік матрица – екі түрдегі объектілердің арақатынасын көрсететін логикалық матрица, бұл қатынас әдетте инциденттік қатынас деп аталады. Егер бірінші түр X, ал екіншісі Y болса, онда матрицада X-тің әрбір элементе үшін бір қатар және Y-тің әрбір элементе үшін бір баған болады. x қатары мен y бағанының қиылысындағы жазба 1-ге тең болса, x және y арасында қатынас бар (осы контексте инцидентті деп аталады), ал қатынас болмаса 0-ге тең болады. Оның түрлері әртүрлі; төменде қараңыз.

Граф теориясы

Инциденттік матрица – графтар теориясындағы жиі қолданылатын графты бейнелеу тәсілі. Ол қабыршақтық матрицадан өзгеше, себебі қабыршақтық матрица төбелердің жұптары арасындағы байланысты кодтайды.

Қолтаңбаланған және екі бағыттағы графиктер

Белгіленген графтың инциденттік матрицасы – бағытталған инциденттік матрицаның жалпыламасы. Ол берілген белгіленген графты бағыттайтын кез келген екі бағытталған графтың инциденттік матрицасы болып табылады. Оң қабырғаның бағанында бір ұшына сәйкес келетін қатарда 1, ал екінші ұшына сәйкес келетін қатарда -1 болады, бұл қарапайым (белгісіз) графтың қабырғасы сияқты. Теріс қабырғаның бағанында екі қатарда да 1 немесе -1 болуы мүмкін. Сызықтық граф және Кирхгофф матрицасының қасиеттері белгіленген графтарға жалпыланады.

Мультиграфтар

Түсу матрицасының анықтамалары өзіне циклдар мен бірнеше қабырғалары бар графтарға да қолданылады. Бағытталған түсу матрицасының циклға сәйкес келетін бағаны толығымен нөлге тең, егер граф белгіленген және цикл теріс болмаса; әйтпесе, бағанның барлық элементі нөл болады, тек оның жанасқан төбесінің қатарында ±2 болады.

Гиперграфтар

Қарапайым графтардың қабырғаларында тек екі төбе болуы мүмкін (әр қабырғаның екі басында бір-бір төбе), сондықтан графтардың тікелейлік матрицасының бағанында тек екі нөлдік емес элемент болады. Ал гиперграфтың бір қабырғасына бірнеше төбелер тағайындалуы мүмкін; демек, теріс емес бүтін сандардың кез келген матрицасы гиперграфты сипаттайды.

Аурудың таралу құрылымы

C инциденттік құрылымының инциденттік матрицасы – p × q матрицасы B (немесе оның транспозициясы), мұнда p – нүктелер саны, ал q – түзулер саны. Егер pi нүктесі мен Lj түзуі инцидентті болса, онда Bi,j = 1, әйтпесе 0 болады. Бұл жағдайда инциденттік матрица құрылымның Леви графигінің биаджаценттік матрицасы болып табылады. Әр Леви графигі үшін гиперграф бар, және керісінше, сондықтан инциденттік құрылымның инциденттік матрицасы гиперграфты сипаттайды.

Түпкіленген геометриялар

Маңызды мысал – шекті геометрия. Мысалы, шекті жазықтықта X – нүктелер жиыны, ал Y – түзулер жиыны. Жоғары өлшемді шекті геометрияда X нүктелер жиыны, ал Y – бүкіл кеңістіктің өлшемінен бір өлшемге кем (гипержазықтықтар) субкеңістіктер жиыны болуы мүмкін; немесе, жалпы алғанда, X – бір өлшемнің d барлық субкеңістіктерінің жиыны, ал Y – басқа өлшемнің e барлық субкеңістіктерінің жиыны, инциденттік қатынасы – кірігу арқылы анықталады.

Политоптар

Сол сияқты, политопта өлшемдері бірге өзгеше жатқан жасушалар арасындағы байланыс инциденттік матрица арқылы бейнеленеді.

Блоктардың жобалары

Тағы бір мысал – блок дизайны. Мұнда X – «нүктелер» жиыны, ал Y – «блоктар» деп аталатын X-тің ішкі жиындар класы, олар дизайн түріне байланысты ережелерге бағынады. Инциденттік матрица – блок дизайны теориясының маңызды құралы. Мысалы, оны Фишердің теңсіздігін, толық емес теңгерілген 2-дизайнның (BIBD) негізгі теоремасын дәлелдеу үшін қолдануға болады, яғни блоктардың саны нүктелер санынан кем болмауы керек. Блоктарды жиындар жүйесі ретінде қарастырғанда, инциденттік матрицаның тұрақтысы – ерекше өкілдердің жүйелерінің (SDR) санына тең.