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Symbolic method

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2021: 1466: 1203: 633: 1724: 788: 1033: 219: 901: 2067:, as the elements invariant under a wreath product of the two symmetric groups. The brackets of the symbolic method are really invariant linear forms on this tensor product, which give invariants of SS( 291: 474: 344: 1256: 1049: 63:. It is based on treating the form as if it were a power of a degree one form, which corresponds to embedding a symmetric power of a vector space into the symmetric elements of a 2171: 2016:{\displaystyle f(x)=(a_{1}x_{1}+a_{2}x_{2}+a_{3}x_{3}+\cdots )^{n}=(b_{1}x_{1}+b_{2}x_{2}+b_{3}x_{3}+\cdots )^{n}=(c_{1}x_{1}+c_{2}x_{2}+c_{3}x_{3}+\cdots )^{n}=\cdots .} 485: 644: 916: 101: 799: 75:
The symbolic method uses a compact, but rather confusing and mysterious notation for invariants, depending on the introduction of new symbols
2371: 2458: 2431: 2340: 2111: 230: 2047:, as the elements preserved by the action of the symmetric group. In fact this is done twice, because the invariants of degree 399: 17: 2100: 2401: 44: 302: 2423: 2355: 2103: 2529: 1461:{\displaystyle f(x)=(a_{1}x_{1}+a_{2}x_{2})^{n}=(b_{1}x_{1}+b_{2}x_{2})^{n}=(c_{1}x_{1}+c_{2}x_{2})^{n}=\cdots .} 1198:{\displaystyle \displaystyle f(x)=A_{0}x_{1}^{n}+{\binom {n}{1}}A_{1}x_{1}^{n-1}x_{2}+\cdots +A_{n}x_{2}^{n}} 2302: 56: 2031:
The rather mysterious formalism of the symbolic method corresponds to embedding a symmetric product S(
628:{\displaystyle \displaystyle (ab)^{2}=a_{1}^{2}b_{2}^{2}-2a_{1}a_{2}b_{1}b_{2}+a_{2}^{2}b_{1}^{2}.} 2385: 2243: 2196: 87:, ... (from which the symbolic method gets its name) with apparently contradictory properties. 2215: 2147: 2495: 2454: 2427: 2397: 2367: 2336: 2328: 2289: 2235: 2188: 2107: 2166: 2524: 2485: 2359: 2311: 2293: 2227: 2180: 32: 2507: 2441: 2381: 2121: 2503: 2469: 2437: 2377: 2117: 2080: 783:{\displaystyle \displaystyle f(x)=(a_{1}x_{1}+a_{2}x_{2})^{2}=(b_{1}x_{1}+b_{2}x_{2})^{2}} 64: 60: 48: 2518: 2413: 2389: 2316: 2297: 2247: 2200: 2143: 40: 2490: 2473: 95:
These symbols can be explained by the following example from Gordan. Suppose that
1471:
What this means is that the following two vector spaces are naturally isomorphic:
1028:{\displaystyle \displaystyle (ab)^{2}=A_{2}A_{0}-2A_{1}A_{1}+A_{0}A_{2}=2\Delta .} 2417: 2094: 214:{\displaystyle \displaystyle f(x)=A_{0}x_{1}^{2}+2A_{1}x_{1}x_{2}+A_{2}x_{2}^{2}} 52: 24: 2499: 2363: 2239: 2192: 896:{\displaystyle \displaystyle A_{i}=a_{1}^{2-i}a_{2}^{i}=b_{1}^{2-i}b_{2}^{i}} 2184: 36: 2231: 2167:"Theorie der homogenen Functionen dritten Grades von drei Veränderlichen" 224:
is a binary quadratic form with an invariant given by the discriminant
1208:
is a binary form of higher degree, then one introduces new variables
365:) is a shorthand form for the determinant of a matrix whose rows are 2354:. London Mathematical Society Lecture Note Series. Vol. 296. 910:
is not a power of a linear form. Substituting these values gives
906:
and we ignore the fact that this does not seem to make sense if
286:{\displaystyle \displaystyle \Delta =A_{0}A_{2}-A_{1}^{2}.} 2453:. Lecture Notes in Mathematics. Vol. 1278. Springer. 1664:. This mapping does not preserve products of polynomials. 469:{\displaystyle \displaystyle (ab)=a_{1}b_{2}-a_{2}b_{1}.} 1727: 1259: 1053: 1052: 920: 919: 803: 802: 648: 647: 489: 488: 403: 402: 306: 305: 234: 233: 105: 104: 2216:"Ueber symbolische Darstellung algebraischer Formen" 2093:
Gordan, Paul (1987) . Kerschensteiner, Georg (ed.).
296:The symbolic representation of the discriminant is 91:
Example: the discriminant of a binary quadratic form
1593:), ... and are symmetric under permutations of the 2015: 1460: 1197: 1027: 895: 782: 627: 468: 338: 285: 213: 1113: 1100: 357:are the symbols. The meaning of the expression ( 2059:), which gets embedded into a tensor product of 1475:The vector space of homogeneous polynomials in 2220:Journal fĂĽr die Reine und Angewandte Mathematik 2172:Journal fĂĽr die reine und angewandte Mathematik 339:{\displaystyle \displaystyle 2\Delta =(ab)^{2}} 2326:-ary forms: the symbolic method. Reprinted as 16:For the method in analytic combinatorics, see 2478:Bulletin of the American Mathematical Society 8: 2489: 2315: 2152:Cambridge and Dublin Mathematical Journal 1998: 1982: 1972: 1959: 1949: 1936: 1926: 1910: 1894: 1884: 1871: 1861: 1848: 1838: 1822: 1806: 1796: 1783: 1773: 1760: 1750: 1726: 1443: 1433: 1423: 1410: 1400: 1384: 1374: 1364: 1351: 1341: 1325: 1315: 1305: 1292: 1282: 1258: 1188: 1183: 1173: 1154: 1138: 1133: 1123: 1112: 1099: 1097: 1088: 1083: 1073: 1051: 1006: 996: 983: 973: 957: 947: 934: 918: 886: 881: 865: 860: 847: 842: 826: 821: 808: 801: 773: 763: 753: 740: 730: 714: 704: 694: 681: 671: 646: 615: 610: 600: 595: 582: 572: 562: 552: 536: 531: 521: 516: 503: 487: 456: 446: 433: 423: 401: 329: 304: 273: 268: 255: 245: 232: 204: 199: 189: 176: 166: 156: 140: 135: 125: 103: 1697:,... is similar: one introduces symbols 2135: 2474:"The invariant theory of binary forms" 2272: 2260: 2165:Aronhold, Siegfried Heinrich (1858). 1497:The vector space of polynomials in 2 7: 1609:The isomorphism is given by mapping 2096:Vorlesungen ĂĽber Invariantentheorie 55:in the 19th century for computing 1104: 1018: 310: 235: 14: 2055:are the invariant elements of SS( 2449:Koh, Sebastian S., ed. (2009) . 361:) is as follows. First of all, ( 2491:10.1090/S0273-0979-1984-15188-7 2298:"Invariant theory, old and new" 2099:(2nd ed.). New York York: 1718:and so on with the properties 18:Symbolic method (combinatorics) 2419:Theory of algebraic invariants 2322:pp. 32–7, "Invariants of 1995: 1919: 1907: 1831: 1819: 1743: 1737: 1731: 1440: 1393: 1381: 1334: 1322: 1275: 1269: 1263: 1063: 1057: 931: 921: 770: 723: 711: 664: 658: 652: 500: 490: 413: 404: 326: 316: 115: 109: 1: 2333:Invariant theory, old and new 2408:, Cambridge University Press 2352:Lectures on invariant theory 2331:; Carrell, James B. (1971). 2317:10.1016/0001-8708(70)90015-0 2148:"On linear transformations" 1676:in more than two variables 45:Siegfried Heinrich Aronhold 2546: 2424:Cambridge University Press 2356:Cambridge University Press 15: 2406:The Algebra of invariants 2039:into a tensor product of 2364:10.1017/CBO9780511615436 2350:Dolgachev, Igor (2003). 1672:The extension to a form 2303:Advances in Mathematics 2185:10.1515/crll.1858.55.97 2051:of a quantic of degree 1543:, ... that have degree 2232:10.1515/crll.1861.59.1 2017: 1462: 1250:, with the properties 1199: 1029: 897: 784: 629: 470: 340: 287: 215: 2018: 1463: 1200: 1030: 898: 785: 638:Next we pretend that 630: 479:Squaring this we get 471: 341: 288: 216: 2468:Kung, Joseph P. S.; 2214:Clebsch, A. (1861). 2035:) of a vector space 1725: 1551:pairs of variables ( 1257: 1050: 917: 800: 645: 486: 400: 303: 231: 102: 1193: 1149: 1093: 1043:More generally if 891: 876: 852: 837: 620: 605: 541: 526: 278: 209: 145: 2398:Grace, John Hilton 2335:. Academic Press. 2104:Chelsea Publishing 2071:) by restriction. 2027:Symmetric products 2013: 1458: 1195: 1194: 1179: 1129: 1079: 1025: 1024: 893: 892: 877: 856: 838: 817: 780: 779: 625: 624: 606: 591: 527: 512: 466: 465: 336: 335: 283: 282: 264: 211: 210: 195: 131: 2373:978-0-521-52548-0 2294:Carrell, James B. 2275:, v. 2, p.g. 1-3. 1111: 71:Symbolic notation 67:of copies of it. 2537: 2530:Invariant theory 2511: 2493: 2470:Rota, Gian-Carlo 2464: 2451:Invariant Theory 2445: 2409: 2393: 2346: 2321: 2319: 2276: 2270: 2264: 2258: 2252: 2251: 2211: 2205: 2204: 2162: 2156: 2155: 2140: 2125: 2022: 2020: 2019: 2014: 2003: 2002: 1987: 1986: 1977: 1976: 1964: 1963: 1954: 1953: 1941: 1940: 1931: 1930: 1915: 1914: 1899: 1898: 1889: 1888: 1876: 1875: 1866: 1865: 1853: 1852: 1843: 1842: 1827: 1826: 1811: 1810: 1801: 1800: 1788: 1787: 1778: 1777: 1765: 1764: 1755: 1754: 1654: 1653: 1643: 1642: 1631: 1630: 1620: 1619: 1467: 1465: 1464: 1459: 1448: 1447: 1438: 1437: 1428: 1427: 1415: 1414: 1405: 1404: 1389: 1388: 1379: 1378: 1369: 1368: 1356: 1355: 1346: 1345: 1330: 1329: 1320: 1319: 1310: 1309: 1297: 1296: 1287: 1286: 1204: 1202: 1201: 1196: 1192: 1187: 1178: 1177: 1159: 1158: 1148: 1137: 1128: 1127: 1118: 1117: 1116: 1103: 1092: 1087: 1078: 1077: 1034: 1032: 1031: 1026: 1011: 1010: 1001: 1000: 988: 987: 978: 977: 962: 961: 952: 951: 939: 938: 902: 900: 899: 894: 890: 885: 875: 864: 851: 846: 836: 825: 813: 812: 789: 787: 786: 781: 778: 777: 768: 767: 758: 757: 745: 744: 735: 734: 719: 718: 709: 708: 699: 698: 686: 685: 676: 675: 634: 632: 631: 626: 619: 614: 604: 599: 587: 586: 577: 576: 567: 566: 557: 556: 540: 535: 525: 520: 508: 507: 475: 473: 472: 467: 461: 460: 451: 450: 438: 437: 428: 427: 345: 343: 342: 337: 334: 333: 292: 290: 289: 284: 277: 272: 260: 259: 250: 249: 220: 218: 217: 212: 208: 203: 194: 193: 181: 180: 171: 170: 161: 160: 144: 139: 130: 129: 33:invariant theory 2545: 2544: 2540: 2539: 2538: 2536: 2535: 2534: 2515: 2514: 2467: 2461: 2448: 2434: 2412: 2396: 2374: 2349: 2343: 2329:DieudonnĂ©, Jean 2327: 2290:DieudonnĂ©, Jean 2288: 2285: 2283:Further reading 2280: 2279: 2271: 2267: 2259: 2255: 2213: 2212: 2208: 2164: 2163: 2159: 2142: 2141: 2137: 2114: 2092: 2089: 2081:Umbral calculus 2077: 2029: 1994: 1978: 1968: 1955: 1945: 1932: 1922: 1906: 1890: 1880: 1867: 1857: 1844: 1834: 1818: 1802: 1792: 1779: 1769: 1756: 1746: 1723: 1722: 1717: 1710: 1703: 1696: 1689: 1682: 1670: 1663: 1652: 1649: 1648: 1647: 1641: 1638: 1637: 1636: 1629: 1626: 1625: 1624: 1618: 1615: 1614: 1613: 1592: 1585: 1578: 1571: 1564: 1557: 1547:in each of the 1542: 1535: 1528: 1521: 1514: 1507: 1490: 1481: 1439: 1429: 1419: 1406: 1396: 1380: 1370: 1360: 1347: 1337: 1321: 1311: 1301: 1288: 1278: 1255: 1254: 1249: 1242: 1235: 1228: 1221: 1214: 1169: 1150: 1119: 1098: 1069: 1048: 1047: 1041: 1002: 992: 979: 969: 953: 943: 930: 915: 914: 804: 798: 797: 769: 759: 749: 736: 726: 710: 700: 690: 677: 667: 643: 642: 578: 568: 558: 548: 499: 484: 483: 452: 442: 429: 419: 398: 397: 392: 385: 378: 371: 325: 301: 300: 251: 241: 229: 228: 185: 172: 162: 152: 121: 100: 99: 93: 73: 61:algebraic forms 29:symbolic method 21: 12: 11: 5: 2543: 2541: 2533: 2532: 2527: 2517: 2516: 2513: 2512: 2480:. New Series. 2465: 2459: 2446: 2432: 2414:Hilbert, David 2410: 2394: 2372: 2347: 2341: 2284: 2281: 2278: 2277: 2265: 2253: 2206: 2179:(55): 97–191. 2157: 2144:Cayley, Arthur 2134: 2133: 2127: 2126: 2112: 2088: 2085: 2084: 2083: 2076: 2073: 2028: 2025: 2024: 2023: 2012: 2009: 2006: 2001: 1997: 1993: 1990: 1985: 1981: 1975: 1971: 1967: 1962: 1958: 1952: 1948: 1944: 1939: 1935: 1929: 1925: 1921: 1918: 1913: 1909: 1905: 1902: 1897: 1893: 1887: 1883: 1879: 1874: 1870: 1864: 1860: 1856: 1851: 1847: 1841: 1837: 1833: 1830: 1825: 1821: 1817: 1814: 1809: 1805: 1799: 1795: 1791: 1786: 1782: 1776: 1772: 1768: 1763: 1759: 1753: 1749: 1745: 1742: 1739: 1736: 1733: 1730: 1715: 1708: 1701: 1694: 1687: 1680: 1669: 1668:More variables 1666: 1659: 1650: 1639: 1627: 1616: 1607: 1606: 1590: 1583: 1576: 1569: 1562: 1555: 1540: 1533: 1526: 1519: 1512: 1505: 1495: 1486: 1479: 1469: 1468: 1457: 1454: 1451: 1446: 1442: 1436: 1432: 1426: 1422: 1418: 1413: 1409: 1403: 1399: 1395: 1392: 1387: 1383: 1377: 1373: 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Index

Symbolic method (combinatorics)
mathematics
invariant theory
algorithm
Arthur Cayley
Siegfried Heinrich Aronhold
Alfred Clebsch
Paul Gordan
invariants
algebraic forms
tensor product
Umbral calculus
Vorlesungen ĂĽber Invariantentheorie
AMS
Chelsea Publishing
ISBN
9780828403283
MR
0917266
Cayley, Arthur
"On linear transformations"
"Theorie der homogenen Functionen dritten Grades von drei Veränderlichen"
Journal fĂĽr die reine und angewandte Mathematik
doi
10.1515/crll.1858.55.97
ISSN
0075-4102
S2CID
122247157
"Ueber symbolische Darstellung algebraischer Formen"

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