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阿達馬矩陣

鎖定
數學中,阿達馬矩陣是一個方陣,每個元素都是 +1 或 −1,每行都是互相正交的,常用於糾錯碼,如Reed-Muller碼。
阿達馬矩陣的命名來自於法國數學家雅克·阿達馬
中文名
阿達馬矩陣
外文名
hadamard matrix
範    疇
數學
提出者
阿達瑪
類    型
矩陣中的方陣
應用學科
數學

阿達馬矩陣性質

n 階的阿達馬矩陣 H 滿足下面的式子
這裏 Inn × n單位矩陣
假設 M 是一個 n 階的實矩陣,它的每個元素都是有界的
|Mij| ≤1.
則存在阿達馬不等式
當且僅當M是阿達馬矩陣式上式取等號。
阿達馬矩陣的階數必須是1,2,或者是4的倍數。

阿達馬矩陣西爾維斯特構造法

阿達馬矩陣最初的構造的例子是由[[詹姆斯·約瑟夫·西爾維斯特]]給出的。假設''H''是一個''n''階的阿達馬矩陣,則下面的矩陣
給出一個2n階的阿達馬矩陣。連續使用這個方法,我們可以給出下面的一系列矩陣:
利用這種方法,西爾維斯特成功的構造了任何階阿達馬矩陣,其中k為非負整數。
西爾維斯特給出的矩陣有些特殊的性質。他們都是對稱矩陣,並且這些矩陣的都是0。第一行和第一列的元素都是+1,其他各行各列的元素都是一半+1,一半-1。這些矩陣和Walsh函數有密切的關係。

阿達馬矩陣阿達馬猜想

在阿達馬矩陣理論最重要的開放性問題(即尚且無法判斷對錯的問題)是存在性的問題。
即阿達馬猜想: 對於每個4的倍數n= 4k,k為自然數,都存在n階的阿達馬矩陣。
西爾維斯特構造法給出了階數為1, 2, 4, 8, 16, 32 等等的阿達馬矩陣,之後阿達馬本人給出了階數為12和20的阿達馬矩陣。Raymond Paley隨後給出了任何q+1 階的阿達馬矩陣的方法,其中q 是任何模4為3的質數任意次冪。他也給出了形式為2(q+1)的阿達馬矩陣的方法,其中q 是任何模4為1的質數任意次冪。他使用了有限域的辦法得出了這些結論。阿達馬猜想很可能就是Paley提出的。有了更多的構造阿達馬矩陣的辦法。 [1] 
Hadi Kharaghani 和 Behruz Tayfeh-Rezaie 2004年6月21日宣佈他們構造出了428階的阿達馬矩陣。最小的尚未被構造出來的4k階阿達馬矩陣是668階。
參考資料
  • 1.    Kharaghani, H.; Tayfeh-Rezaie, B. A Hadamard matrix of order 428. Journal of Combinatorial Designs. 2005, 13 (6): 435–440. doi:10.1002/jcd.20043.