線性與齊次在多項式、函數中的定義


多項式

什么是多項式

滿足如下條件的表達式才是多項式:

1 包含變量或者變量與常量

2 涉及的運算只有加運行,減運算,乘法運算與指數運算(指數必須>=0,不可以是負數),不包含除法運算

 

線性多項式

多項式中的每一項總次數要么是1,要么是0

3x + 7y //是線性的
5x + 8y + 2 //線性的
7xy + 9x + 10y + 3  //非線性的,7xy未知數指數和為2,不是1

 

齊次多項式

多項式中每一項的總次數都相等

8x + 6y + 3z  //齊次的,次數為1
7xy + x^2 + y^2 //齊次的,次數為2
x + 3y + 1 //不是齊次的,含有常數項,常數項次數為0,其他項次數為1

 

既是線性的,又是齊次的,就稱為齊次線性多項式

 

函數

線性函數

線性函數的定義分為兩類,在微積分、解析幾何等相關領域,滿足線性多項式的函數是線性函數

f(x, y, z) = 3x + 7y + z + 3 //線性函數
f(x, y, z) = xy + 10z //非線性函數 xy指數總和為2
f(x, y ,z) = x/y + 9z + 5 //非線性函數, x/y不符合多項式定義

在線性代數領域,線性函數的定義為

f(x + y) = f(x) + f(y)
f(ax) = af(x)

其中xy都是向量空間,a是一個常量

 

齊次函數

齊次函數的定義為,如果函數的每一個參數變為原來的a倍,函數的值就變為原來的a^k倍(其中k是整數,稱為齊次的degree<度>),那么這個函數就是齊次的。注意,這里的函數的表達式可以不用滿足多項式的定義

f(ax, ay) = a^kf(x, y)

推廣到向量空間,齊次函數可以定義為

f(ax, ay) = a^kf(x, y)

其中xy為向量空間,根據齊次函數的定義, 線性函數f(ax) = af(x)是齊次度為1的齊次函數

 

既是線性的,又是齊次的函數稱為線性齊次函數

 

參考資料

https://en.wikipedia.org/wiki/Polynomial

https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_function

https://en.wikipedia.org/wiki/Homogeneous_function

 


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