1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

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

الرياضيات : نظرية الاعداد :

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

Lattice Reduction

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 LatticeReduceRootApproximant[xn] also calls this routine in order to find a algebraic number of degree at most n such that x is an approximate zero of the number.

When used to find integer relations, a typical input to the algorithm consists of an augmented n×n identity matrix with the entries in the last column consisting of the n elements (multiplied by a large positive constant w to penalize vectors that do not sum to zero) between which the relation is sought. For example, if an equality of the form

 a_1x+a_2y+a_3z=0

is known to exist, then doing a lattice reduction on the matrix

 m=[1 0 0 wx; 0 1 0 wy; 0 0 1 wz]

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 <span style={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], <span style={" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/LatticeReduction/Inline7.gif" style="height:15px; width:5px" />PiEEulerGamma<span style=}" 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.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي