تاريخ الرياضيات
الاعداد و نظريتها
تاريخ التحليل
تار يخ الجبر
الهندسة و التبلوجي
الرياضيات في الحضارات المختلفة
العربية
اليونانية
البابلية
الصينية
المايا
المصرية
الهندية
الرياضيات المتقطعة
المنطق
اسس الرياضيات
فلسفة الرياضيات
مواضيع عامة في المنطق
الجبر
الجبر الخطي
الجبر المجرد
الجبر البولياني
مواضيع عامة في الجبر
الضبابية
نظرية المجموعات
نظرية الزمر
نظرية الحلقات والحقول
نظرية الاعداد
نظرية الفئات
حساب المتجهات
المتتاليات-المتسلسلات
المصفوفات و نظريتها
المثلثات
الهندسة
الهندسة المستوية
الهندسة غير المستوية
مواضيع عامة في الهندسة
التفاضل و التكامل
المعادلات التفاضلية و التكاملية
معادلات تفاضلية
معادلات تكاملية
مواضيع عامة في المعادلات
التحليل
التحليل العددي
التحليل العقدي
التحليل الدالي
مواضيع عامة في التحليل
التحليل الحقيقي
التبلوجيا
نظرية الالعاب
الاحتمالات و الاحصاء
نظرية التحكم
بحوث العمليات
نظرية الكم
الشفرات
الرياضيات التطبيقية
نظريات ومبرهنات
علماء الرياضيات
500AD
500-1499
1000to1499
1500to1599
1600to1649
1650to1699
1700to1749
1750to1779
1780to1799
1800to1819
1820to1829
1830to1839
1840to1849
1850to1859
1860to1864
1865to1869
1870to1874
1875to1879
1880to1884
1885to1889
1890to1894
1895to1899
1900to1904
1905to1909
1910to1914
1915to1919
1920to1924
1925to1929
1930to1939
1940to the present
علماء الرياضيات
الرياضيات في العلوم الاخرى
بحوث و اطاريح جامعية
هل تعلم
طرائق التدريس
الرياضيات العامة
نظرية البيان
Lattice Reduction
المؤلف:
Borwein, J. M. and Corless, R. M
المصدر:
"Emerging Tools for Experimental Mathematics." Amer. Math. Monthly 106
الجزء والصفحة:
...
20-7-2020
1745
The process of finding a reduced set of basis vectors for a given lattice having certain special properties. Lattice reduction algorithms are used in a number of modern number theoretical applications, including in the discovery of a spigot algorithm for pi. Although determining the shortest basis is possibly an NP-complete problem, algorithms such as the LLL algorithm can find a short basis in polynomial time with guaranteed worst-case performance.
The LLL algorithm of lattice reduction is implemented in the Wolfram Language using the function LatticeReduce. RootApproximant[x, n] also calls this routine in order to find a algebraic number of degree at most such that
is an approximate zero of the number.
When used to find integer relations, a typical input to the algorithm consists of an augmented identity matrix with the entries in the last column consisting of the
elements (multiplied by a large positive constant
to penalize vectors that do not sum to zero) between which the relation is sought. For example, if an equality of the form
![]() |
is known to exist, then doing a lattice reduction on the matrix
![]() |
will produce a new matrix in which one or more entries in the last column being close to zero. This row then gives the coefficients {a_1,a_2,a_3,0}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/LatticeReduction/Inline6.gif" style="height:15px; width:80px" /> of the identity. An example lattice reduction calculation is illustrated in both Borwein and Corless (1999) and Borwein and Lisonek (2000).
An example implementation of integer relation finding in the Wolfram Language is given by the following, which can be called as, for example, TranscendentalRecognize[N[Pi + E], {" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/LatticeReduction/Inline7.gif" style="height:15px; width:5px" />Pi, E, EulerGamma
}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/LatticeReduction/Inline8.gif" style="height:15px; width:5px" />].
TranscendentalRecognize[n_, basis_] := Module[
{c, d, digs, e, id, lat, powerten, r, s, vals},
{d, e} = RealDigits[n];
s = Sign[n];
c = FromDigits[d];
powerten = 10^(Length[d] - e);
digs = (RealDigits[N[#1, -e + Length[d] + 5]]&) /@ basis;
r = (FromDigits[Take[First[#1], -e + Last[#1] + Length[d]]]&) /@
digs;
lat = Transpose[
Append[IdentityMatrix[Length[basis] + 2],
Flatten[{powerten, r, c}]]];
vals = Take[First[LatticeReduce[lat]], Length[basis] + 2];
Expand[-((s (Take[vals, {2, -2}].basis + First[vals]))/Last[vals])]]
REFERENCES:
Borwein, J. M. and Corless, R. M. "Emerging Tools for Experimental Mathematics." Amer. Math. Monthly 106, 899-909, 1999.
Borwein, J. M. and Lisonek, P. "Applications of Integer Relation Algorithms." Disc. Math. 217, 65-82, 2000.
Cohen, H. A Course in Computational Algebraic Number Theory. New York: Springer-Verlag, 1993.
Coster, M. J.; Joux, A.; LaMacchia, B. A.; Odlyzko, A. M.; Schnorr, C. P.; and Stern, J. "Improved Low-Density Subset Sum Algorithms." Comput. Complex. 2, 111-128, 1992.
Hastad, J.; Just, B.; Lagarias, J. C.; and Schnorr, C. P. "Polynomial Time Algorithms for Finding Integer Relations Among Real Numbers." SIAM J. Comput. 18, 859-881, 1988.
Lagarias, J. C.; Lenstra, H. W. Jr.; and Schnorr, C. P. "Korkin-Zolotarev Bases and Successive Minima of a Lattice and Its Reciprocal Lattice." Combinatorica 10, 333-348, 1990.
Schnorr, C. P. "A More Efficient Algorithm for Lattice Basis Reduction." J. Algorithms 9, 47-62, 1988.
Schnorr, C. P. and Euchner, M. "Lattice Basis Reduction: Improved Practical Algorithms and Solving Subset Sum Problems." In Fundamentals of Computation Theory: Proceedings of the 8th International Conference, Fct '91 Gosen, Germany, September 9-13, 1991. Berlin: Springer-Verlag, pp. 68-85, 1991.