JP2009020619A - Inter-polynomial distance calculation apparatus, method, program, and recording medium, one variable nearest real polynomial calculatin apparatus, method, program, and recording medium - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To calculate a distance defined by l<SP>∞</SP>-norm between one variable real polynomial f= which is the nearest to one variable real polynomial f which does not have a zero point in a complex region D among one variable real polynomials having a zero point in the region D and one variable real polynomial f. <P>SOLUTION: In an inter-polynomial distance calculation apparatus, in the case of the polynomial f(x)=e<SB>0</SB>(x)+Σ<SB>j=1</SB><SP>n</SP>a<SB>j</SB>e<SB>j</SB>(x)(a<SB>j</SB>belongs to a set R), the minimum value is calculated from among absolute values ¾t¾ to be acquired correspondingly to the candidate of the zero point of f(x)+tq(x)=0 to be acquired for each combination of each division boundary C<SB>k</SB>of the region D and a polynomial q(x) belonging to a set äΣ<SB>j=1</SB><SP>n</SP>±e<SB>j</SB>(x)} (processing A). Also, the minimum value is calculated from among absolute values ¾τ¾ to be acquired correspondingly to the candidate of the zero point of f(x)+t<SB>μ</SB>e<SB>μ</SB>(x)+τp<SB>μ</SB>(x)=0 to be acquired for each combination of each division boundary C<SB>k</SB>and an integer μ belonging to ä1, 2, ..., n} and a polynomial p<SB>μ</SB>(x) belonging to a set äΣ<SB>1≤j≤n</SB>,<SB>j≠μ</SB>±e<SB>j</SB>(x)} (processing B). In this case, the minimum value between the values acquired by the processing A and the processing B is calculated as the minimum distance. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、複素数全体の集合内の指定された領域に零点を持つ一変数実多項式のうち、上記領域に零点を持たない或る一変数実多項式fに最も近い一変数実多項式f~について、一変数実多項式fと一変数実多項式f~との距離を求める技術に関する。   The present invention relates to a univariate real polynomial f˜ closest to a certain univariate real polynomial f having no zero in the above-mentioned region among univariate real polynomials having a zero in a specified region in the set of all complex numbers. The present invention relates to a technique for obtaining a distance between a univariate real polynomial f and a univariate real polynomial f ~.

e0(x),e1(x),e2(x),…,en(x)は、それぞれ予め与えられた一変数実多項式〔係数が実数の一変数多項式〕であるとする。但し、実数全体の集合をRと表記すると、e1(x),e2(x),…,en(x)はR上一次独立とする。つまり、実数c1,c2,…,cnに対して、c1e1(x)+c2e2(x)+…+cnen(x)が恒等的に0となるのは、c1=c2=…=cn=0の場合に限られるとする。 It is assumed that e 0 (x), e 1 (x), e 2 (x),..., e n (x) are univariate real polynomials (coefficients are real univariate polynomials) given in advance. However, if a set of all real numbers is expressed as R, e 1 (x), e 2 (x),..., E n (x) are linearly independent on R. In other words, real c 1, c 2, ..., with respect to c n, a c 1 e 1 (x) + c 2 e 2 (x) + ... + c n e n (x) is identically 0 Suppose that c 1 = c 2 = ... = c n = 0 only.

a1,a2,…,anをそれぞれ予め与えられた実数とする。また、複素数全体の集合をCと表記する。このとき、次の問題☆を考える。なお、この明細書中において記号~は直前の文字の頭上に附されるものとする。
[問題☆]
式(1)で表される一変数実多項式f(x)がC内の予め与えられた領域Dに零点を持たないとする。このとき、式(2)で表される一変数実多項式の集合のうち、領域Dに零点を持ち、かつ、一変数実多項式f(x)に最も近い一変数実多項式f~(x)について、一変数実多項式f(x)と一変数実多項式f~(x)との距離を求めよ。また、このような一変数実多項式f~(x)を一つ求めよ。

Figure 2009020619
Let a 1 , a 2 ,..., a n be real numbers given in advance. A set of all complex numbers is denoted as Cg . At this time, consider the following problem. In this specification, the symbol ~ is added to the head of the immediately preceding character.
[Problem ☆]
Equation (1) univariate real polynomial f (x) which is expressed by a no zeros in advance given region D in the C g. At this time, among the set of univariate real polynomials represented by Expression (2), the univariate real polynomials f to (x) having zeros in the region D and closest to the univariate real polynomials f (x) Find the distance between the univariate real polynomial f (x) and the univariate real polynomial f ~ (x). Find one such univariate real polynomial f ~ (x).
Figure 2009020619

但し、二つの一変数実多項式f,gの距離d(f,g)は、f-gの係数のl-ノルム〔最大値ノルム〕で定義する。即ち、式(3)で表される二つの一変数実多項式f,gの距離d(f,g)は、max{|a1-b1|,|a2-b2|,…,|an-bn|}で与えられる。max{|a1-b1|,|a2-b2|,…,|an-bn|}は、集合|a1-b1|,|a2-b2|,…,|an-bn|のうち最大の元を表す。

Figure 2009020619
However, the distance d (f, g) between the two univariate real polynomials f and g is defined by the l -norm [maximum norm] of the coefficient of fg. That is, the distance d (f, g) between the two univariate real polynomials f and g represented by the equation (3) is expressed as max {| a 1 -b 1 |, | a 2 -b 2 |, ..., | a n -b n |}. max {| a 1 -b 1 |, | a 2 -b 2 |,…, | a n -b n |} is a set | a 1 -b 1 |, | a 2 -b 2 |,…, | It represents the maximum of the original out of | a n -b n.
Figure 2009020619

なお、多項式の表記に際して変数xを明記したい場合にはf(x),g(x)の如く表すこととし、それ以外の場合には、単にf,gの如く表すこととする。また、特に断りの無い限り、「一変数実多項式」を「多項式」と略記する。   In the notation of the polynomial, when it is desired to specify the variable x, it is expressed as f (x), g (x), and in other cases, it is expressed as f, g. Unless otherwise specified, “one-variable real polynomial” is abbreviated as “polynomial”.

上記問題☆を考えることには、実用上の利益がある。例えばディジタル信号処理のような伝達関数による制御などにおいて、所望の特性を得るために、領域Dに零点を持たないように多項式の係数を設定したい場合がある。しかし、係数は有限の精度でしか指定できないため、その設定には一般的に誤差を伴う。このような誤差を伴うことを前提として、誤差付きで設定される多項式が間違いなく領域Dに零点を持たないようにできるか否か、という判定には、上記問題☆を解決する必要がある。視点を変えて説明すると、前記判定は、領域Dに零点を持たないことが既知である多項式fの「領域Dに零点を持たない」という性質を保ったまま多項式fの係数を動かすときのその限界を求めることであり、このような限界は、多項式fとこれに最も近い多項式f~との距離〔l-ノルム〕として与えられる。 There are practical benefits to thinking about the above problem. For example, in a control by a transfer function such as digital signal processing, there is a case where it is desired to set a coefficient of a polynomial so that a region D does not have a zero point in order to obtain a desired characteristic. However, since the coefficient can be specified only with finite accuracy, its setting generally involves an error. In order to determine whether or not a polynomial set with an error can surely have no zero in the region D on the assumption that such an error is involved, the above problem ☆ needs to be solved. When the viewpoint is changed, the above determination is performed when the coefficient of the polynomial f is moved while maintaining the property that the domain D has no zero in the domain D, which is known to have no zero in the area D. This limit is obtained as a distance [l -norm] between the polynomial f and the nearest polynomial f˜.

上記問題☆に関連して、非特許文献1が挙げられる。この非特許文献1では、与えられた複素数γを零点とする複素係数多項式に対して、上記問題☆に類似する問題を扱っている。なお、非特許文献1は複素係数多項式を取り上げているが、非特許文献1中に示唆されているように、実係数多項式(実多項式)の場合にも適用できるように体系化できる。
上記問題☆と非特許文献1が取り上げている問題との違いは、上記問題☆が与えられた領域に零点を持つ多項式を対象としていることに対して、非特許文献1が取り上げている問題は与えられた一点を零点とする多項式を対象として距離最小のものを求める点にある。
Non-patent document 1 is cited in relation to the above problem ☆. This Non-Patent Document 1 deals with a problem similar to the above problem ☆ for a complex coefficient polynomial having a given complex number γ as a zero. Although Non-Patent Document 1 deals with complex coefficient polynomials, as suggested in Non-Patent Document 1, it can be systematized so that it can also be applied to the case of real coefficient polynomials (real polynomials).
The difference between the problem ☆ and the problem addressed by Non-Patent Document 1 is that the problem ☆ is addressed by a polynomial having a zero in the region where the problem ☆ is given. The point is to find the one with the smallest distance from the polynomial with one given point as the zero.

零点の存在場所が一点ではなく領域となっている問題を扱った研究として、非特許文献2が挙げられる。
この非特許文献2では、距離を上記の如くl-ノルムとして問題を解く場合には、領域ではなく一点に零点を持つ場合に限定している。また、零点の存在場所が領域の場合について問題を解く場合には、二つの多項式f(x)とg(x)との間の距離をl-ノルム、即ち、f(x)-g(x)の係数から決まるベクトルのl-ノルム ((a1-b1)2+…+(an-bn)2)1/2で定義した場合にのみ解決している。
Non-patent document 2 can be cited as a study dealing with the problem that the location of the zero point is not a single point but an area.
In the non-patent document 2, the distance as the above l - when solving the problem as a norm, is limited to the case with a zero point to a point rather than a region. When the problem is solved when the zero is located in a region, the distance between the two polynomials f (x) and g (x) is set to l 2 -norm, that is, f (x) -g ( It is solved only when the vector defined by the coefficient of x) is defined as l 2 -norm ((a 1 -b 1 ) 2 +... + (a n -b n ) 2 ) 1/2 .

また、領域Dに零点を持たない多項式fに対してεを正の実数としたとき、d(f,g)≦εを満たす多項式gであって、指定された係数誤差範囲内において条件「領域Dに零点を持つ」を満すものが存在するか否かの判定法として、非特許文献3および特許文献1が挙げられる。
非特許文献3および特許文献1に示される判定法を用いれば、或る実数r>0に対し、d(f,g)≦rを満す多項式gで上記条件を満すものが存在するか否かの判定を行うことができるので、この有無を判断基底としてrについて二分法を適用すれば、上記条件を満たす多項式であって多項式fに最も近いものと多項式fとの距離mの近似値を求めることができる。つまり、d(f,g)≦rを満す多項式gが存在するようなrをHの初期値、0をLの初期値として、d(f,g)≦(H+L)/2を満たす多項式が存在すればHを(H+L)/2で置き換え、存在しなければLを(H+L)/2で置き換える処理を繰り返せばよい。このような処理を繰り返すことで、Hは上限mに上から近づく。従って、上記条件を満たす多項式で多項式fに最も近いものと多項式fとの距離mの近似値を求めることができる。
H. J. Stetter, "The Nearest Polynomial with a Given Zero, and Similar Problems," ACM SIGSAM Bulletin, Vol.33, No.4, pp.2-4, 1999. M. A. Hitz and E. Kaltofen, "Efficient algorithms for computing the nearest polynomial with constrained roots," Proc. 1998 International Symposium on Symbolic and Algebraic Computation (ISSAC98), pp.236-243, 1998. 関川浩、白柳潔、「区間多項式の零点の所在について」、電子情報通信学会論文誌分冊A、Vol.J89-A、No.3、pp.199-216、2006. 特開2005−235121号公報
Further, when ε is a positive real number with respect to the polynomial f having no zero in the region D, the polynomial g satisfies d (f, g) ≦ ε, and the condition “region” within the specified coefficient error range Non-patent document 3 and patent document 1 can be cited as a method for determining whether or not there is an object that satisfies “having zero in D”.
If the determination methods shown in Non-Patent Document 3 and Patent Document 1 are used, is there a polynomial g satisfying d (f, g) ≦ r that satisfies the above condition for a certain real number r> 0? If the bisection method is applied to r using this presence / absence as a decision basis, an approximate value of the distance m between the polynomial that satisfies the above condition and is closest to the polynomial f Can be requested. That is, r is an initial value of H and 0 is an initial value of L so that a polynomial g satisfying d (f, g) ≦ r exists, and d (f, g) ≦ (H + L) / 2 is set. If there is a satisfying polynomial, H is replaced with (H + L) / 2, and if not, L is replaced with (H + L) / 2. By repeating such processing, H approaches the upper limit m from above. Accordingly, an approximate value of the distance m between the polynomial that satisfies the above conditions and that is closest to the polynomial f can be obtained.
HJ Stetter, "The Nearest Polynomial with a Given Zero, and Similar Problems," ACM SIGSAM Bulletin, Vol.33, No.4, pp.2-4, 1999. MA Hitz and E. Kaltofen, "Efficient algorithms for computing the nearest polynomial with constrained roots," Proc. 1998 International Symposium on Symbolic and Algebraic Computation (ISSAC98), pp.236-243, 1998. Hiroshi Sekikawa, Kiyoshi Shirayagi, “About the Location of Zeros of Interval Polynomials”, IEICE Transactions Volume A, Vol. J89-A, No. 3, pp.199-216, 2006. JP-A-2005-235121

上記非特許文献1の手法によれば、与えられた多項式に最も近い、与えられた一点を零点とする多項式を求めることはできる。しかし、与えられた「一点」を「領域」とした上記問題☆に上記非特許文献1の手法を適用できない。   According to the method of Non-Patent Document 1, it is possible to obtain a polynomial that is closest to a given polynomial and has a given point as a zero. However, the method of Non-Patent Document 1 cannot be applied to the above problem ☆ in which a given “one point” is “region”.

また、上記非特許文献2の手法では、l-ノルムで距離をはかる場合、過剰決定の連立一次方程式の近似解を求める手法を利用している。これを零点の存在場所が領域の場合に拡張することは、非特許文献2に述べられているとおり、困難である。また、l-ノルムで距離をはかる場合には、零点の存在場所が領域の場合も扱えるが、l-ノルムに特化した手法であるため、l-ノルムで距離をはかる場合には上記非特許文献2の手法を用いることができない。つまり、上記非特許文献2の手法では、上記問題☆に回答を与えることができない。 Further, in the method of Non-Patent Document 2, a method for obtaining an approximate solution of an overdetermined simultaneous linear equation is used when measuring the distance with l -norm. As described in Non-Patent Document 2, it is difficult to extend this when the location of the zero point is a region. In addition, when measuring the distance with l 2 -norm, it can be handled even when the location of the zero point is a region, but since it is a method specialized for l 2 -norm, when measuring the distance with l -norm The technique of the said nonpatent literature 2 cannot be used. That is, the method of Non-Patent Document 2 cannot give an answer to the problem ☆.

上記非特許文献3あるいは上記特許文献1の判定法に二分法を適用する手法では、上記条件「領域Dに零点を持つ」を満す多項式gが存在する場合、当該条件を満たす多項式であって多項式fに最も近いものと多項式fとの距離の近似値を求めることはできるが、正確な距離や最も近い多項式そのものを求めることはできない。そもそも、二分法を利用するものであるところ、上記条件を満たす多項式の存在、つまりd(f,g)≦rを満す多項式gが存在するようなrが分かっていることが必要であるから、何らかの方法でこのようなrの存在を確認しないと、非特許文献3あるいは特許文献1の判定法を用いることができない。従って、上記非特許文献3あるいは上記特許文献1の判定法に二分法を適用する手法では、上記問題☆に回答を与えることができない。   In the method of applying the bisection method to the determination method of Non-Patent Document 3 or Patent Document 1, if there is a polynomial g that satisfies the condition “having a zero in region D”, Although an approximate value of the distance between the polynomial f closest to the polynomial f and the polynomial f can be obtained, the exact distance or the nearest polynomial itself cannot be obtained. In the first place, since the bisection method is used, it is necessary to know the existence of a polynomial that satisfies the above condition, that is, r where there exists a polynomial g that satisfies d (f, g) ≦ r. Unless the existence of r is confirmed by some method, the determination method of Non-Patent Document 3 or Patent Document 1 cannot be used. Therefore, the method of applying the bisection method to the determination method of Non-Patent Document 3 or Patent Document 1 cannot give an answer to the problem ☆.

そこで本発明は、上記問題☆に回答を与えること、つまり、複素数全体の集合内の指定された領域Dに零点を持つ一変数実多項式のうち、領域Dに零点を持たない或る一変数実多項式fに最も近い一変数実多項式f~と、一変数実多項式fとのl-ノルムで定義された距離を求める、多項式間距離算出装置、方法、プログラムおよび記録媒体、さらに、一変数実多項式f~を求める、一変数最近実多項式算出装置、方法、プログラムおよび記録媒体、提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an answer to the above problem ☆, that is, one univariate real polynomial having no zero in the region D among the one variable real polynomials having the zero in the designated region D in the set of all complex numbers. Inter-polynomial distance calculation apparatus, method, program, and recording medium for obtaining a distance defined by l -norm between a univariate real polynomial f˜ closest to the polynomial f and the univariate real polynomial f, and a univariate real An object of the present invention is to provide a one-variable recent real polynomial calculation device, method, program, and recording medium for obtaining the polynomial f ~.

上記課題を解決するために、本発明では、実数a1,a2,…,anと、一変数実多項式e0(x),e1(x),…,en(x)と、複素数全体の集合内の有界で閉な複素領域Dの境界を構成する有理式で表される有限個の区分境界C1,C2,…,CKとを記憶手段に記憶して、各区分境界Ck〔k=1,2,…,K〕と集合{Σj=1 n±ej(x)}に属する多項式q(x)との組み合わせ毎に得られる第一方程式f(x)+tq(x)=0の零点xの候補を求め(第一候補探索)、第一候補探索で得られた各候補に対応して得られる第一方程式のtの絶対値|t|のうち最小のものを求める(第一距離候補決定)。また、各区分境界Ckと集合{1,2,…,n}に属する整数μと集合{Σ1≦j≦n,j≠μ±ej(x)}に属する多項式pμ(x)との組み合わせ毎に得られる第二方程式f(x)+tμeμ(x)+τpμ(x)=0の零点xの候補を求め(第二候補探索)、第二候補探索で得られた各候補に対応して得られる第二方程式のτの絶対値|τ|のうち最小のものを求める(第二距離候補決定)。そして、第一距離候補決定と第二距離候補決定で得られた値のうち最小のものを出力して(最小距離出力)、これを最小距離とする。 In order to solve the above problems, the present invention, real a 1, a 2, ..., and a n, univariate real polynomial e 0 (x), e 1 (x), ..., and e n (x), A finite number of partitioned boundaries C 1 , C 2 ,..., C K represented by rational expressions constituting the bounds of the bounded closed complex region D in the set of all complex numbers are stored in the storage means, division boundary C k [k = 1,2, ..., K] and the set {Σ j = 1 n ± e j (x)} belonging polynomial q (x) and each combination in the resulting first equation f of (x ) + tq (x) = 0 candidates for the zero point x (first candidate search), and the absolute value of t | t | of the first equation obtained corresponding to each candidate obtained in the first candidate search The smallest one is determined (first distance candidate determination). Further, each partition boundary C k , an integer μ belonging to the set {1, 2,..., N} and a polynomial p μ (x) belonging to the set {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ ± e j (x)}. The candidate of the zero point x of the second equation f (x) + t μ e μ (x) + τp μ (x) = 0 obtained for each combination with (second candidate search) is obtained and obtained by the second candidate search A minimum one of absolute values | τ | of the second equation obtained corresponding to each candidate is obtained (second distance candidate determination). Then, the smallest value obtained by the first distance candidate determination and the second distance candidate determination is output (minimum distance output), and this is set as the minimum distance.

また、多項式

Figure 2009020619
が恒等的に0となる実数c1,c2,…,cnが存在するか否かを判定し、存在する場合には一変数実多項式f(x)と恒等的に0の多項式との距離を求め(恒等式調査)、上記の最小距離出力に代えて、第一距離候補決定と第二距離候補決定によって得られた値および恒等式調査によって得られた距離のうち最小のものを求めるとしてもよい。
恒等的に0の多項式との距離についても考慮を要求する場合の最小距離を求めることができる。 Also polynomial
Figure 2009020619
Determines whether there is a real number c 1 , c 2 ,..., C n that is uniquely 0, and if so, a univariate real polynomial f (x) and a polynomial that is 0 uniquely Is obtained (identity survey), and instead of the above minimum distance output, the smallest one of the values obtained by the first distance candidate determination and the second distance candidate determination and the distance obtained by the identity survey is obtained. It is good.
It is possible to obtain the minimum distance in the case where consideration is also required for the distance from the polynomial of 0 in identity.

また、集合{Σj=1 n±ej(x)}の部分集合XΩを、集合{Σj=1 n±ej(x)}に属する任意の二つの多項式M1,M2につきM1=-M2なる関係があるときいずれか一方を元とする集合として、第一候補探索手段は、上記の組み合わせを、各区分境界Ckと部分集合XΩに属する多項式q(x)との組み合わせとしてもよい。また、集合{Σ1≦j≦n,j≠μ±ej(x)}の部分集合Xμを、集合{Σ1≦j≦n,j≠μ±ej(x)}に属する任意の二つの多項式P1,P2につきP1=-P2なる関係があるときいずれか一方を元とする集合として、第二候補探索手段は、上記の組み合わせを、各区分境界Ckと、集合{1,2,…,n}に属する整数μと、部分集合Xμに属する多項式pμ(x)との組み合わせとしてもよい。
この場合、それぞれの処理に係る演算コストを半分にすることができる。
Moreover, a subset X Omega set {Σ j = 1 n ± e j (x)} , per the set {Σ j = 1 n ± e j (x)} any two polynomials M 1, M 2 belonging to as a set of the original either when there are M 1 = -M 2 the relationship, first candidate search means, a combination of the above, each segment boundary C k and the subset X Omega belonging polynomial q (x) It is good also as a combination. Also, it sets any belonging to the subset X mu of {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ ± e j (x)} , the set {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ ± e j (x)} When there is a relationship of P 1 = −P 2 for the two polynomials P 1 and P 2 , the second candidate search means uses the above combinations as the partition boundaries C k , A combination of an integer μ belonging to the set {1, 2,..., N} and a polynomial p μ (x) belonging to the subset X μ may be used.
In this case, the calculation cost for each process can be halved.

また、各区分境界Ckが、実数上の集合Skに対する単射γk(s)〔但しs∈Sk〕で与えられ、複素数の実部と虚部をそれぞれRe、Imで表すとして、上記の第一候補探索は、第一方程式f(x)+tq(x)=0の区分境界Ck上の零点xの候補を、

Figure 2009020619
の解sとして得るとすることができる。
この理論的な詳細は後述する。 Also, each partition boundary C k is given by the injection γ k (s) [where s∈S k ] for the set S k on the real number, and the real part and imaginary part of the complex number are represented by Re and Im, respectively. said first candidate search, the candidate of the first equation f (x) + tq (x ) = 0 segment boundaries C k zeros on x,
Figure 2009020619
It can be obtained as a solution s.
The theoretical details will be described later.

また、上記の第二候補探索は、第二方程式f(x)+tμeμ(x)+τpμ(x)=0の区分境界Ck上の零点xの候補を、

Figure 2009020619
が最小となる条件を満足するsとして得るとすることができる。
この理論的な詳細は後述する。 In addition, the second candidate search described above searches for a candidate of the zero point x on the partition boundary C k of the second equation f (x) + t μ e μ (x) + τp μ (x) = 0.
Figure 2009020619
Can be obtained as s satisfying the condition that minimizes.
The theoretical details will be described later.

また、詳しい理論は後述するが、後述する命題、定理1、定理2に基づき、最小距離が求められると一変数実多項式f~も求められるから、最小距離に対応する一変数実多項式f~を出力すればよい。   Although a detailed theory will be described later, a univariate real polynomial f ~ corresponding to the minimum distance is obtained because a univariate real polynomial f ~ is obtained when the minimum distance is obtained based on the proposition, Theorem 1 and Theorem 2 described later. Just output.

また、本発明の多項式間距離算出装置としてコンピュータを機能させる多項式間距離算出プログラムによって、コンピュータを多項式間距離算出装置として作動処理させることができる。同様に、本発明の一変数最近実多項式算出装置としてコンピュータを機能させる一変数最近実多項式算出プログラムによって、コンピュータを一変数最近実多項式算出装置として作動処理させることができる。
そして、このようなプログラムを記録した、コンピュータによって読み取り可能なプログラム記録媒体によって、他のコンピュータを多項式間距離算出装置、一変数最近実多項式算出装置として機能させることや、プログラムを流通させることなどが可能になる。
Further, the computer can be operated as an interpolynomial distance calculation device by the interpolynomial distance calculation program that causes the computer to function as the interpolynomial distance calculation device of the present invention. Similarly, the computer can be operated as a single variable nearest real polynomial calculator by the one variable nearest real polynomial calculator that causes the computer to function as the single variable nearest real polynomial calculator.
And by using a computer-readable program recording medium that records such a program, other computers can function as an inter-polynomial distance calculation device, a one-variable recent real polynomial calculation device, or a program can be distributed. It becomes possible.

本発明によれば、後述する命題、定理1、定理2に基づき、多項式間距離を変数として、最小距離が満たす代数方程式を導出することで、最小の多項式間距離を算出する。このことにより、複素数全体の集合内の指定された領域Dに零点を持つ一変数実多項式のうち、領域Dに零点を持たない或る一変数実多項式fに最も近い一変数実多項式f~と、一変数実多項式fとのl-ノルムで定義された距離を求めることができる。また、最小距離が求まると、上記定理等により一変数実多項式f~も求めることができる。 According to the present invention, the minimum interpolynomial distance is calculated by deriving an algebraic equation satisfying the minimum distance, using the interpolynomial distance as a variable, based on the proposition, theorem 1 and theorem 2 described later. As a result, among the one-variable real polynomials having zeros in the designated region D in the set of all complex numbers, the one-variable real polynomials f˜ closest to a certain one-variable real polynomial f having no zeros in the region D are obtained. The distance defined by the l -norm with the univariate real polynomial f can be obtained. When the minimum distance is obtained, the univariate real polynomial f ~ can be obtained by the above theorem.

[理論]
本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明の理論について説明する。
まず、本発明では、複素数全体の集合C内の予め与えられた領域Dを有界で閉な複素領域とし、その境界Cは一定の条件が課された有限の長さの単純閉曲線とする。
即ち、本発明の解決すべき問題は、次のとおりである。
========================================
≪問題≫
[条件]
〈1〉 e0(x),e1(x),e2(x),…,en(x)は、それぞれ予め与えられた一変数実多項式であるとする。但し、実数全体の集合Rについて、e1(x),e2(x),…,en(x)はR上一次独立とする。
〈2〉 a1,a2,…,anをそれぞれ予め与えられた実数とする。
〈3〉 式(4)で表される一変数実多項式f(x)が複素数全体の集合C内の予め与えられた領域Dに零点を持たないとする。但し、領域Dは有界で閉な複素領域であり、領域Dの境界Cは有限の長さの単純閉曲線とする。
〈4〉境界Cは、一つ以上の有限個の区分境界Ckの和集合として表現される。即ち、境界Cは、C=∪k=1 Kk=C1∪C2∪・・・∪CK(整数Kは1≦K<∞を満たす。)且つ、Cj∩Ck=φ(j≠k)と表現される。但し、φは空集合を表す。また、各区分境界Ckは、単射のγkによって、
γk : Sk → Ck
と表示される。ここでγkは有理式であって、分母・分子の多項式の係数は実代数的数a,bおよび虚数単位iを用いてa+biと表現されるものに限る。Sk⊂Rは、α,βを実代数的数として[α,β]、[α,∞)、(−∞,β]、(−∞,∞)のいずれかであるとする。
〈5〉 二つの一変数実多項式f,gの距離d(f,g)は、f-gの係数のl-ノルムで定義する。
上記条件の下、式(5)で表される一変数実多項式の集合のうち、領域Dに零点を持ち、かつ、一変数実多項式f(x)に最も近い一変数実多項式f~(x)について、一変数実多項式f(x)と一変数実多項式f~(x)との距離を求めよ。また、このような一変数実多項式f~(x)を一つ求めよ。

Figure 2009020619
======================================== [theory]
Prior to the description of the embodiments of the present invention, the theory of the present invention will be described.
First, in the present invention, a predetermined region D in a set C g of all complex numbers is a bounded and closed complex region, and its boundary C is a simple closed curve of a finite length under certain conditions. .
That is, the problems to be solved by the present invention are as follows.
=======================================
≪Problem≫
[conditions]
<1> Let e 0 (x), e 1 (x), e 2 (x),..., E n (x) be univariate real polynomials given in advance. However, for the set R of all real numbers, e 1 (x), e 2 (x),..., E n (x) are linearly independent on R.
<2> Let a 1 , a 2 ,..., A n be real numbers given in advance.
<3> formula (4) represented by univariate real polynomial f (x) is to have no zeros in advance given region D in the set C g of the whole complex. However, the region D is a bounded and closed complex region, and the boundary C of the region D is a simple closed curve having a finite length.
<4> The boundary C is expressed as a union of one or more finite number of partitioned boundaries C k . That is, the boundary C is, C = ∪ k = 1 K C k = C 1 ∪C 2 ∪ ··· ∪C K ( integer K satisfies 1 ≦ K <∞.) And, C j ∩C k = φ It is expressed as (j ≠ k). However, φ represents an empty set. In addition, each segment boundary C k is expressed by the injection γ k ,
γ k : S k → C k
Is displayed. Here, γ k is a rational expression, and the denominator / numerator polynomial coefficients are limited to those expressed as a + bi using real algebraic numbers a and b and an imaginary unit i. S k ⊂R is assumed to be one of [α, β], [α, ∞), (−∞, β], (−∞, ∞), where α and β are real algebraic numbers.
<5> The distance d (f, g) between two univariate real polynomials f and g is defined by the l -norm of the coefficient of fg.
Under the above conditions, among the set of univariate real polynomials represented by equation (5), the univariate real polynomials f˜ (x having the zeros in the region D and closest to the univariate real polynomials f (x) ), Find the distance between the univariate real polynomial f (x) and the univariate real polynomial f ~ (x). Find one such univariate real polynomial f ~ (x).
Figure 2009020619
=======================================

なお、従前同様に、多項式の表記に際して変数xを明記したい場合にはf(x),g(x)の如く表すこととし、それ以外の場合には、単にf,gの如く表すこととする。また、特に断りの無い限り、「一変数実多項式」を「多項式」と略記する。   As in the past, when it is desired to specify the variable x in the notation of the polynomial, it is expressed as f (x), g (x), and in other cases, it is simply expressed as f, g. . Unless otherwise specified, “one-variable real polynomial” is abbreviated as “polynomial”.

また、多項式の係数は、理論上は実数としてよいが、コンピュータなどによる演算の上では四則演算および等号判定を有限ステップのアルゴリズムで実行できることが必要かつ十分であり、そのために例えば実代数的数(整数係数一変数代数方程式の根となる実数)とする。以降の説明では、説明の便宜から、多項式の係数は有理数であるとする。   The coefficient of the polynomial may be a real number in theory, but it is necessary and sufficient that the arithmetic operation and the equality judgment can be executed by a finite step algorithm in the calculation by a computer or the like. (Integer coefficient univariate algebraic real number root). In the following explanation, for convenience of explanation, it is assumed that the coefficient of the polynomial is a rational number.

条件〈3〉本文から、式(4)で表される多項式f(x)は領域Dに零点を持たない。
もし、任意にa1,a2,…,anを選択して得られる多項式f(x)が領域Dに零点を持たないことを確認する必要がある場合には、次のような処理を行えばよい。
Condition <3> From the text, the polynomial f (x) represented by the equation (4) does not have a zero in the region D.
If, a 1, a 2 optionally ..., when the polynomial f which is obtained by selecting a n (x) it is necessary to ensure that no zeros in the region D is the following process Just do it.

〔多項式f(x)が領域Dに零点を持たないことの確認処理〕
領域D(境界C上およびその内部)に多項式f(x)の零点が存在するか否かの判定は、公知の手法によって達成される。
まず、領域Dの境界C上において多項式f(x)の零点が存在するか否かの判定を行う。例えば、領域Dの境界Cの表示を多項式f(x)に代入した後、Sturmの定理に基づくアルゴリズムに従って零点の有無を判定する。
ここでは説明の便宜から一例として、各区分境界Ckが、パラメータsおよびパラメータsを一変数とする有理式φk(s)、ψk(s)によってφk(s)+i・ψk(s)と表示されるとする〔k=1,2,…,K〕。iは、虚数単位を表す。ここで、有理式φk(s)、ψk(s)における係数は、上記同様に、理論上は実数としてよいが、コンピュータなどによる演算の上では四則演算および等号判定を有限ステップのアルゴリズムで実行できることが必要かつ十分であり、そのために例えば実代数的数(整数係数一変数代数方程式の根となる実数)とし、具体例として有理数であるとする。以下では、有理式φk(s)、ψk(s)を、有理数係数の有理式であるとして例示説明する。パラメータsの動く範囲Skは、条件〈4〉に対応して[α,β]、[α,∞)、(−∞,β]、(−∞,∞)のいずれかであるとする。[・,・]は閉区間、(・,・]は左開右閉区間、[・,・)は左閉右開区間、(・,・)は開区間を表す。また、パラメータsと区分境界Ckとの間は単射である。
[Confirmation process that polynomial f (x) has no zero in region D]
The determination whether or not the zero of the polynomial f (x) exists in the region D (on the boundary C and inside thereof) is achieved by a known method.
First, it is determined whether or not the zero of the polynomial f (x) exists on the boundary C of the region D. For example, after the indication of the boundary C of the region D is substituted into the polynomial f (x), the presence or absence of a zero is determined according to an algorithm based on Sturm's theorem.
Here, as an example for convenience of explanation, each partition boundary C k is expressed as φ k (s) + i · ψ k by the rational expressions φ k (s) and ψ k (s) with the parameter s and the parameter s as one variable. Assume that (s) is displayed [k = 1, 2,..., K]. i represents an imaginary unit. Here, the coefficients in the rational expressions φ k (s) and ψ k (s) may be real numbers in theory, as in the above, but in arithmetic operations such as a computer, the four arithmetic operations and the equality judgment are performed by a finite step algorithm. It is necessary and sufficient that it can be executed by the above. For this purpose, for example, a real algebraic number (a real number that becomes the root of an integer coefficient univariate algebraic equation) is assumed, and a specific example is a rational number. Hereinafter, the rational expressions φ k (s) and ψ k (s) will be described as being rational expressions of rational number coefficients. Range S k of motion of the parameters s, corresponding to the condition <4> [α, β] , [α, ∞), (- ∞, β], (- ∞, ∞) and is either. [•, •] indicates a closed interval, (•, •] indicates a left-open / right-closed interval, [•, •] indicates a left-closed / right-open interval, and (•, •) indicates an open interval. It is injective between the boundary C k .

Strumの定理に基づくアルゴリズムの適用について説明する。各区分境界Ckについて同様の処理となるから、敢えて沿え字kを省略して説明する。
領域Dの区分境界Cの表示φ(s)+i・ψ(s)が代入された多項式f(φ(s)+i・ψ(s))は、有理数係数有理式ω(s)およびτ(s)によってf(φ(s)+i・ψ(s))=ω(s)+i・τ(s)と表示できる。ここで「多項式f(x)が、φ(s0)+i・ψ(s0)において0となる」ことと、「ω(s)およびτ(s)がs=s0で同時に0となる」ことは同値である。また、「ω(s)およびτ(s)がs=s0で同時に0となる」ことと、「ω(s)およびτ(s)をそれぞれ既約な有理数係数有理式として表したときの分子のGCD(最大公約多項式)がs0において0になる」ことは同値である。従って、ω(s)およびτ(s)をそれぞれ既約な有理数係数有理式として表したときの分子のGCDに対し、Strumの定理に基づくアルゴリズムを適用する。説明の便宜からω(s)およびτ(s)をそれぞれ既約な有理数係数有理式として表したときの分子のGCDをH(s)とする。このH(s)について、多項式の列H0(s),H1(s),H2(s),…,Hr(s)を生成する。但し、これらの多項式の列は、次の規則に従って生成する。H0(s)=H(s),H1(s)=dH(s)/ds〔sに関する1階微分である。ライプニッツ記法〕、Hj-1(s)をHj(s)で割った剰余多項式を(符号を変えて)-Hj+1(s)とする。つまり、商の多項式をQj(s)と表すと、Hj-1(s)=Hj(s)Qj(s)-Hj+1(s)の関係が成立する。また、Hr-1(s)は、Hr(s)で割り切れる。つまり、商の多項式をQr(s)と表すと、Hr-1(s)=Hr(s)Qr(s)の関係が成立する。このとき、区間S=[a,b]において、H0(a),H1(a),H2(a),…,Hr(a)における正負の符号変化の回数をw(a)で表し、H0(b),H1(b),H2(b),…,Hr(b)における正負の符号変化の回数をw(b)で表すとすると、区間S=[a,b]におけるH(s)の零点の個数は、w(a)-w(b)である。なお、ここでは、区間S=[a,b]のa、bは共にH(s)の零点ではないとする(零点であれば、個数を表す式が少し変わるが、本発明においては本質的な部分ではないので略する。)。w(a)-w(b)=0であれば零点が存在しないことが判明し、w(a)-w(b)≠0であれば零点が存在することが判明する。
The application of the algorithm based on Strum's theorem will be described. Since the same processing is performed for each section boundary C k , the description will be given by omitting the horizontal letter k.
The polynomial f (φ (s) + i · ψ (s)) into which the representation φ (s) + i · ψ (s) of the partition boundary C of the region D is substituted is a rational coefficient rational expression ω (s) and τ (s) can be expressed as f (φ (s) + i · ψ (s)) = ω (s) + i · τ (s). Here, “polynomial f (x) is 0 in φ (s 0 ) + i · ψ (s 0 )” and “ω (s) and τ (s) are 0 at the same time when s = s 0”. "Is" is equivalent. In addition, “ω (s) and τ (s) become 0 at the same time when s = s 0 ” and “when ω (s) and τ (s) are expressed as irreducible rational coefficient rational expressions respectively. The fact that the numerator GCD (the greatest common polynomial) is 0 at s 0 is equivalent. Therefore, an algorithm based on Strum's theorem is applied to the numerator GCD when ω (s) and τ (s) are expressed as irreducible rational coefficient rational expressions. For convenience of explanation, let G (s) be the GCD of the numerator when ω (s) and τ (s) are expressed as irreducible rational coefficient rational expressions. For this H (s), a sequence of polynomials H 0 (s), H 1 (s), H 2 (s),..., H r (s) is generated. However, these polynomial sequences are generated according to the following rules. H 0 (s) = H (s), H 1 (s) = dH (s) / ds [first derivative with respect to s. Leibniz notation], the remainder polynomial obtained by dividing H j-1 (s) by H j (s) is changed to -H j + 1 (s). That is, if the quotient polynomial is expressed as Q j (s), the relationship H j−1 (s) = H j (s) Q j (s) −H j + 1 (s) is established. Also, H r-1 (s) is divisible by H r (s). That is, when representing the quotient polynomial and Q r (s), the relationship of H r-1 (s) = H r (s) Q r (s) is established. In this case, the interval S = [a, b] in, H 0 (a), H 1 (a), H 2 (a), ..., the number of positive and negative sign change in H r (a) w (a ) If the number of positive and negative sign changes in H 0 (b), H 1 (b), H 2 (b),..., H r (b) is represented by w (b), the interval S = [a , B], the number of zeros of H (s) is w (a) -w (b). Here, it is assumed that a and b in the section S = [a, b] are not the zeros of H (s) (if they are zeros, the expression for the number changes slightly, but in the present invention, it is essential. I ’ll omit it because it ’s not a big part.) If w (a) -w (b) = 0, it is found that there is no zero, and if w (a) -w (b) ≠ 0, it is found that there is a zero.

なお、Sturmの定理については、参考文献1を参照のこと。
(参考文献1) 高木貞治著、「代数学講義(改訂新版)」、共立出版、1965.
Refer to Reference 1 for Sturm's theorem.
(Reference 1) Sadaharu Takagi, “Algebra Lecture (Revised New Edition)”, Kyoritsu Shuppan, 1965.

以上では、領域Dの境界C上において多項式f(x)の零点が存在するか否かの判定を、領域Dの境界Cの表示を多項式f(x)に代入した後、Sturmの定理に基づくアルゴリズムによって行うものとして説明した。しかし、Sturmの定理に基づくアルゴリズムに限定する趣旨ではない。要は、一変数実係数の代数方程式が或る実の区間に根を持つか否かの判定ができればよく、例えば参考文献2に示されるsign variation methodによってこれを判定するとしてもよい。
(参考文献2) G. E. Collins and R. Loos, "Real zeros of polynomials", Computer Algebra, Symbolic and Algebraic Computation, (B. Buchberger, G. E. Collins and R. Loos(編)), pp.83-94, Springer-Verlag,1983.
In the above, the determination as to whether or not the zero of the polynomial f (x) exists on the boundary C of the region D is based on the Sturm theorem after substituting the representation of the boundary C of the region D into the polynomial f (x). The description is based on an algorithm. However, it is not intended to be limited to algorithms based on Sturm's theorem. In short, it is only necessary to determine whether or not an algebraic equation of a univariate real coefficient has a root in a certain real section. For example, this may be determined by a sign variation method shown in Reference 2.
(Reference 2) GE Collins and R. Loos, "Real zeros of polynomials", Computer Algebra, Symbolic and Algebraic Computation, (B. Buchberger, GE Collins and R. Loos (ed)), pp.83-94, Springer -Verlag, 1983.

もし、境界C上に多項式f(x)の零点が存在しなければ、領域Dの内部において多項式f(x)の零点が存在するか否かの判定を行う。この判定には偏角の原理を用いることで達成される。なお、偏角の原理に基づく判定においては、領域Dの境界C上に多項式f(x)の零点がないことが前提となるから、まず、境界C上での零点の有無を判定しておいたのである。   If the zero of the polynomial f (x) does not exist on the boundary C, it is determined whether or not the zero of the polynomial f (x) exists within the region D. This determination is achieved by using the principle of declination. The determination based on the principle of declination is based on the premise that there is no zero of the polynomial f (x) on the boundary C of the region D. Therefore, first, the presence / absence of the zero on the boundary C is determined. It was.

偏角の原理に基づくアルゴリズムの適用について説明する。
区分境界Ckの表示φk(s)+i・ψk(s)を多項式f(x)に代入する。このとき、f(x)=f(φk(s)+i・ψk(s))=u(φk(s),ψk(s))+i・v(φk(s),ψk(s))と表される。そこで、実部u(φ(s),ψ(s))と虚部v(φ(s),ψ(s))それぞれの実根をs∈Sにおいて求める。同様にして全ての区分境界について根を求め、これらの根を現れる順に並べたリストS1を作る。また、境界Cに囲まれた領域における根の計数用のリストS2を用意する(初期状態では、リストS2は空である。)。リストS1の先頭から順次に根を読み出すこととし、まず、先頭要素(根)Aを取り出し、リストS2が空のリストであればそれをS2に書き込む。リストS2が空でないときは先頭要素(根)AとリストS2の先頭の要素(根)が共に実部の解であるか共に虚部の解であるかを判定し、この判定が真であればリストS2から先頭の要素(根)を取り除く。当該判定が偽であるときは先頭要素(根)AをリストS2の先頭に書き足す。この処理操作をリストS1の先頭から順次に根を読み出すことで行う。この結果、リストS2における要素(根)の個数の1/4が境界Cの内部に含まれる多項式f(x)の根の数になる。この数が0であれば、多項式f(x)の零点が領域Dの内部に存在しないことが判明し、この数が0でなければ、多項式f(x)の零点が領域Dの内部に存在することが判明する。
Application of an algorithm based on the principle of declination will be described.
The indication φ k (s) + i · ψ k (s) of the segment boundary C k is substituted into the polynomial f (x). At this time, f (x) = f (φ k (s) + i · φ k (s)) = u (φ k (s), φ k (s)) + i · v (φ k (s), φ k (S)). Therefore, the real roots of the real part u (φ (s), ψ (s)) and the imaginary part v (φ (s), ψ (s)) are obtained at s∈S. Similarly, roots are obtained for all partition boundaries, and a list S1 is created in which these roots are arranged in the order in which they appear. In addition, a list S2 for counting roots in the region surrounded by the boundary C is prepared (in the initial state, the list S2 is empty). The roots are sequentially read from the head of the list S1. First, the head element (root) A is extracted, and if the list S2 is an empty list, it is written in S2. When the list S2 is not empty, it is determined whether the first element (root) A and the first element (root) of the list S2 are both real part solutions or imaginary part solutions, and this determination is true. For example, the top element (root) is removed from the list S2. When the determination is false, the head element (root) A is added to the head of the list S2. This processing operation is performed by reading the root sequentially from the top of the list S1. As a result, 1/4 of the number of elements (roots) in the list S2 becomes the number of roots of the polynomial f (x) included in the boundary C. If this number is 0, it turns out that the zero of the polynomial f (x) does not exist in the region D. If this number is not 0, the zero of the polynomial f (x) exists in the region D. It turns out to be.

なお、偏角の原理を用いた多項式の零点の数え上げについては、参考文献3を参照のこと。
(参考文献3) 平野照比古著、「偏角の原理を用いた多項式の根の数え上げ」、数式処理、Vol.9, No.4, pp.34-35, 2003.
See Reference 3 for the counting of the zeros of the polynomial using the principle of declination.
(Reference 3) Teruo Hirano, “Counting the roots of polynomials using the principle of declination”, Formula processing, Vol.9, No.4, pp.34-35, 2003.

以上では、領域Dの内部において多項式f(x)の零点が存在するか否かの判定を偏角の原理に基づくアルゴリズムによって行うものとして説明した。しかし、要は、多項式f(x)が領域Dの内部に根を持つか否かの判定ができればよく、偏角の原理に基づくアルゴリズムに限定する趣旨ではない。
以上で〔多項式f(x)が領域Dに零点を持たないことの確認処理〕の説明は終わりである。
In the above description, it has been described that the determination as to whether or not the zero of the polynomial f (x) exists within the region D is performed by an algorithm based on the principle of declination. However, in short, it is only necessary to be able to determine whether or not the polynomial f (x) has a root inside the region D, and is not intended to be limited to an algorithm based on the principle of declination.
This is the end of the description of [confirmation process for polynomial f (x) having no zero in region D].

次に、恒等的に0ではない多項式であって多項式fに最も近い多項式f~の領域Dにおける零点は全て境界C上に存在すること、および、多項式f~の零点と成り得る点のうち有限個のみ調べれば十分であることを示す。
このことにより多項式f~の候補が有限個となるので、d(f,f~)の最小値およびそのときの多項式f~を求めることが可能となる。このような候補が一つも無い場合、もし式(5)で表される多項式の集合の中に恒等的に0となる多項式があれば、この多項式が最も近い多項式f~となる。もし式(5)で表される多項式の集合の中に恒等的に0となる多項式がなければ、領域Dに零点を持つ多項式であって式(5)で表される多項式の集合に属する多項式は存在しないと結論付けられる。
Next, all the zeros in the region D of the polynomial f˜ that are nonzeroly identical and are closest to the polynomial f exist on the boundary C, and among the points that can be zeros of the polynomial f˜ It shows that it is enough to examine only a finite number.
As a result, there are a finite number of candidates for the polynomial f˜, so that the minimum value of d (f, f˜) and the polynomial f˜ at that time can be obtained. If there is no such candidate, if there is a polynomial that is uniformly 0 in the set of polynomials represented by Equation (5), this polynomial is the nearest polynomial f ~. If there is no polynomial that is uniformly 0 in the set of polynomials represented by Equation (5), it is a polynomial having a zero in region D and belongs to the set of polynomials represented by Equation (5) It can be concluded that there is no polynomial.

まず、上記非特許文献3、上記特許文献1およびそれと類似の議論によって、
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[命題]距離最小の多項式f~が恒等的に0ではない場合、その零点は、領域Dの境界C上にのみ存在する。
========================================
[定理1]距離最小のときの多項式f~は、恒等的に0であるか、あるいは、高々一つの例外の係数を除き、|aj-a~j|=d(f,f~)を満す。
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ことがわかる。
First, by the non-patent document 3, the above-mentioned patent document 1, and a similar argument thereto,
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[Proposition] When the polynomial f ~ having the smallest distance is not equal to 0, its zero exists only on the boundary C of the region D.
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[Theorem 1] When the distance is minimum, the polynomial f ~ is equal to 0 or, except for at most one exception coefficient, | a j -a ~ j | = d (f, f ~) Satisfy.
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I understand that.

[命題]を証明する。
まず、次のことを示す。
『多項式f(x)=e0(x)+Σj=1 najej(x) (aj∈R)が領域Dに零点を持たず、恒等的に0ではない多項式g(x)=e0(x)+Σj=1 nbjej(x) (bj∈R)が領域Dの内部に零点を持つとする。このとき、領域Dの内部に零点を持ち、d(f,g~)<d(f,g)を満たす多項式g~(x)=e0(x)+Σj=1 nb~jej(x) (b~j∈R)が存在する。』・・・(★)
Prove [Proposition].
First, the following is shown.
“Polynomial f (x) = e 0 (x) + Σ j = 1 n aj e j (x) (a j ∈R) does not have a zero in the region D and is not equal to zero in the polynomial g ( Assume that x) = e 0 (x) + Σ j = 1 n b j e j (x) (b j ∈R) has a zero in the region D. At this time, the polynomial g˜ (x) = e 0 (x) + Σ j = 1 n b˜j e having a zero in the region D and satisfying d (f, g˜) <d (f, g) j (x) (b ~ j ∈R) is present. (...)

複素数zを中心とする半径rの開円板(境界は含まない。)をB(z;r)と表すことにする。つまり、B(z;r)={w|w∈Cg,|z-w|<r}である。p(t,x)=f(x)+t(g(x)-f(x))とおく。このとき、p(0,x)=f(x),p(1,x)=g(x)であり、任意のt(0≦t≦1)に対して、p(t,x)は、e0(x)+Σj=1 ncjej(x) (cj∈R)と表現できる。
ζを領域Dの内部に在る多項式gの零点とする。すると、条件「B(ζ;ε)⊂Dかつ、任意のξ∈B(ζ;ε),ξ≠ζに対して、g(ξ)≠0」を満たすε>0が存在する。仮にこのようなεが存在しないとすると、多項式gが恒等的に0ではないことに矛盾する。
今、任意のt(0≦t≦1)に対して、p(t,x)がB(ζ;ε/2)の境界に零点を持たないと仮定する。すると、Roucheの定理により、B(ζ;ε/2)内に在るp(0,x)(=f(x))の零点の個数(0個)とp(1,x)(=g(x))の零点の個数(1個以上)が等しくなり矛盾する。従って、或る0<τ<1が存在してp(τ,x)はB(ζ;ε/2)の境界に零点を持つので、g~(x)としてp(τ,x)を採ればd(f,g~)=τd(f,g)<d(f,g)が成り立つ。
よって、題意★が示せた。
An open disk (not including the boundary) having a radius r centered on the complex number z is represented as B (z; r). That is, B (z; r) = {w | w∈C g , | zw | <r}. Let p (t, x) = f (x) + t (g (x) -f (x)). At this time, p (0, x) = f (x), p (1, x) = g (x), and for any t (0 ≦ t ≦ 1), p (t, x) is , E 0 (x) + Σ j = 1 n c j e j (x) (c j ∈ R).
Let ζ be the zero of the polynomial g present in the region D. Then, there exists ε> 0 that satisfies the condition “B (ζ; ε) ⊂D and arbitrary ξ∈B (ζ; ε), ξ ≠ ζ, g (ξ) ≠ 0”. If such ε does not exist, it contradicts that the polynomial g is not equal to zero.
Now, for any t (0 ≦ t ≦ 1), it is assumed that p (t, x) has no zero at the boundary of B (ζ; ε / 2). Then, according to Rouche's theorem, the number of zeros (0) of p (0, x) (= f (x)) in B (ζ; ε / 2) and p (1, x) (= g The number (zero or more) of zeros in (x)) is equal and contradictory. Therefore, there exists a certain 0 <τ <1, and p (τ, x) has a zero at the boundary of B (ζ; ε / 2), so p (τ, x) can be taken as g ~ (x) For example, d (f, g ~) = τd (f, g) <d (f, g) holds.
Therefore, the subject ★ was shown.

このとき、距離最小のときの多項式f~の零点が領域Dの内部に存在するとすると、領域Dの内部に零点を持ち、d(f,g~)<d(f,f~)を満たす多項式g~(x)=e0(x)+Σj=1 nb~jej(x) (b~j∈R)が存在することになり、多項式f~が距離最小のときの多項式であることに矛盾する。よって、距離最小のときの多項式f~の零点は、領域Dの境界C上にのみ存在する。以上により[命題]の証明は終了である。 At this time, if the zeros of the polynomial f ~ at the minimum distance exist inside the region D, the polynomial has the zeros inside the region D and satisfies d (f, g ~) <d (f, f ~) g ~ (x) = e 0 (x) + Σ j = 1 n b ~ j e j (x) (b ~ j ∈ R) exists, and the polynomial f ~ is a polynomial when the distance is minimum. Contradicts something. Therefore, the zero of the polynomial f˜ when the distance is minimum exists only on the boundary C of the region D. This completes the proof of [Proposition].

次に[定理1]を証明する。
恒等的に0ではない多項式f~(x)=e0(x)+Σj=1 na~jej(x) (a~j∈R)が多項式fに一番近い多項式とする。すると、上記[命題]のとおり、多項式f~は領域Dの境界C上にのみ零点ζを持つ。
Next, we prove [Theorem 1].
Polynomial f ~ (x) = e 0 (x) + Σ j = 1 n a ~ j e j (x) (a ~ j ∈ R) is not closest to polynomial f . Then, as described in [Proposition] above, the polynomial f˜ has a zero ζ only on the boundary C of the region D.

|aj-a~j|<d(f,f~)となるjが2個以上あるとせよ。このjから2個選択して、これをμとηとする。つまり、二つの添字μとηがあって、|aμ-a~μ|および|aη-a~η|がd(f,f~)よりも小さい、とする(このようなμ、ηが存在しなければ証明終わり。)。
この仮定から矛盾が生じるか、あるいは、「条件[1],[2],[3]を満たす、式(6)で表される多項式gが存在する」ことを云えばよい。

Figure 2009020619
[1] d(f,g)=d(f,f~)
[2] |aμ-bμ|=d(f,f~)あるいは|aη-bη|=d(f,f~)
[3] 多項式gは、領域Dの境界C上に零点を持つ。 Suppose there are two or more j such that | a j -a ~ j | <d (f, f ~). Two of these j are selected, and these are set as μ and η. In other words, there are two subscripts μ and η, and | a μ -a ~ μ | and | a η -a ~ η | are smaller than d (f, f ~) (such μ, η If it doesn't exist, proof ends.)
It can be said that a contradiction arises from this assumption, or “there is a polynomial g represented by the equation (6) that satisfies the conditions [1], [2], [3]”.
Figure 2009020619
[1] d (f, g) = d (f, f ~)
[2] | a μ -b μ | = d (f, f ~) or | a η -b η | = d (f, f ~)
[3] The polynomial g has a zero on the boundary C of the region D.

以下、bμ, bνをそれぞれ、tμ+aμ, tν+aνと書く。すると、式(7)が云える。

Figure 2009020619
Hereinafter, b μ and b ν are written as t μ + a μ and t ν + a ν , respectively. Then, equation (7) can be said.
Figure 2009020619

よって、方程式g(x)=0は連立方程式(8)と等価である。但し、uj(x)=Re ej(x), vj(x)=Im ej(x)とする。Reは実数部分、Imは虚数部分を表す。

Figure 2009020619
Therefore, the equation g (x) = 0 is equivalent to the simultaneous equations (8). However, u j (x) = Re e j (x), v and j (x) = Im e j (x). Re represents a real part, and Im represents an imaginary part.
Figure 2009020619

連立方程式(8)を、xをパラメータとするtμ, tνの連立方程式とみる。また、上記[命題]から境界C上にある多項式f~の零点ζをとる。このとき、行列式(9)がx=ζにおいて0であったとすると、ζが多項式gの零点のまま、|tμ|=d(f,f~)あるいは|tν|=d(f,f~)が成り立つまでtμとtνを動かすことができる。

Figure 2009020619
The simultaneous equation (8) is regarded as a simultaneous equation of t μ and t ν with x as a parameter. Further, the zero ζ of the polynomial f ~ on the boundary C is taken from the above [proposition]. At this time, if the determinant (9) is 0 at x = ζ, | t μ | = d (f, f˜) or | t ν | = d (f, t μ and t ν can be moved until f ~) holds.
Figure 2009020619

つまり、式(6)で表される多項式gであって、[1] d(f,g)=d(f,f~)、[2] |aμ-bμ|=d(f,f~)あるいは|aη-bη|=d(f,f~)、[3] 境界C上に零点を持つ、という各条件を満たす多項式gが存在することになる。 That is, the polynomial g expressed by Equation (6), [1] d (f, g) = d (f, f ~), [2] | a μ -b μ | = d (f, f ~) Or | a η -b η | = d (f, f ~), [3] There is a polynomial g that satisfies each condition of having a zero on the boundary C.

もし多項式gが恒等的に0であるならこれで証明は終わるが、多項式gが恒等的に0でない場合で、|aj-a~j|<d(f,f~)となるjが依然として2個以上あれば、上記の証明を繰り返せばよい。 If the polynomial g is identically 0, then the proof ends. However, if the polynomial g is not identically 0, j where | a j -a ~ j | <d (f, f ~) If there are still two or more, the above proof can be repeated.

もし、行列式(9)がx=ζにおいて0でないならば、連立方程式(8)の解tμ, tνは一意に決まり、行列式(9)が0でない限り、パラメータxについて連続である。よって、tμ, tνはそれぞれxの連続関数になるので、tμ(x), tν(x)と書く。すると、|tμ(x)|<d(f,f~)および|tν(x)|<d(f,f~)が全てのx∈B(ζ;ε)に対して成立するような正数εが存在する。 If the determinant (9) is not 0 at x = ζ, the solutions t μ and t ν of the simultaneous equations (8) are uniquely determined and are continuous with respect to the parameter x unless the determinant (9) is 0. . Therefore, since t μ and t ν are continuous functions of x, they are written as t μ (x) and t ν (x). Then, | t μ (x) | <d (f, f ~) and | t ν (x) | <d (f, f ~) hold for all x∈B (ζ; ∈). A positive number ε exists.

そこで、ξを領域Dの内部と開円板B(ζ;ε)の共通部分から取る。このとき、bμ=tμ(ξ)+aμ, bν=tν(ξ)+aνに対して、式(10)で表される多項式gは、領域Dの内部に在る点ξを零点とする。

Figure 2009020619
Therefore, ξ is taken from the common part of the inside of the region D and the open disc B (ζ; ε). At this time, with respect to b μ = t μ (ξ) + a μ and b ν = t ν (ξ) + a ν , the polynomial g represented by the equation (10) is located inside the region D. Let ξ be the zero point.
Figure 2009020619

よって、上記[命題]を多項式(10)に適用すれば、式(11)で表される多項式g~であって、d(f,g~)<d(f,g)=d(f,f~)が成り立つものが存在する。これは、多項式f~が多項式fに最も近い、という仮定に矛盾する。
よって、[定理1]が示せた。以上により[定理1]の証明は終了である。

Figure 2009020619
Therefore, if the above [proposition] is applied to the polynomial (10), the polynomial g ~ represented by the expression (11), where d (f, g ~) <d (f, g) = d (f, There is something that holds f ~). This contradicts the assumption that the polynomial f ~ is closest to the polynomial f.
Therefore, [Theorem 1] was shown. This completes the proof of [Theorem 1].
Figure 2009020619

さて、[定理1]から、或る番号μがあって、多項式fとの距離の最小値を実現する多項式f~のeμ(x)の係数a~μについて|aμ-a~μ|<d(f,f~)である場合、μと異なる番号jについては|aj-a~j|=d(f,f~)であるから、σj=1または−1として、式(12)のように多項式f~を表現できる。

Figure 2009020619
Now, from Theorem 1, if there is a certain number mu, coefficients a ~ mu about polynomial f ~ realizing the minimum value of the distance between the polynomial f e μ (x) | a μ -a ~ μ | When <d (f, f ~), the number j different from μ is | a j -a ~ j | = d (f, f ~), so that σ j = 1 or −1, The polynomial f ~ can be expressed as in 12).
Figure 2009020619

ここで、tμおよびtを変数、xをパラメータと見た、式(12)の右辺を一般化した方程式(13)を考える。但し、pμ(x)は集合{Σ1≦j≦n,j≠μ±ej(x)}に属する多項式とする。なお、t=d(f,f~)かつtμ=a~μ-aμのとき、方程式(13)の左辺は多項式f~(x)と同じであることに注意する。また、tおよびtμは正負の値を取りえることにも注意する。

Figure 2009020619
Here, an equation (13) in which the right side of the equation (12) is generalized with t μ and t as variables and x as a parameter is considered. Here, p μ (x) is a polynomial belonging to the set {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ ± e j (x)}. Note that when t = d (f, f˜) and t μ = a˜μ −a μ , the left side of equation (13) is the same as the polynomial f˜ (x). In addition, t and t μ Note also that can take the value of positive and negative.
Figure 2009020619

方程式(13)は、連立方程式(14)と等価である。

Figure 2009020619
Equation (13) is equivalent to simultaneous equations (14).
Figure 2009020619

ここで、多項式f~(x)の境界C上の零点ζを取る。もし、行列式(15)がx=ζにおいて0ならば、|t|を|tμ|≦|t|かつ方程式(13)を満足すまま小さくすることができる。これは、多項式f~が多項式fとの距離の最小値を実現する多項式であることに矛盾する。

Figure 2009020619
Here, the zero ζ on the boundary C of the polynomial f˜ (x) is taken. If determinant (15) is 0 at x = ζ, | t | can be made small while satisfying | t μ | ≦ | t | and equation (13). This contradicts that the polynomial f˜ is a polynomial that realizes the minimum distance from the polynomial f.
Figure 2009020619

よって、x=ζにおいて行列式(15)は0ではなく、また、ζの廻りの近傍Uにおいても行列式(15)は0ではなく〔∵複素関数の連続性〕、連立方程式(14)の解tは、式(16)の如く表せる。

Figure 2009020619
Therefore, the determinant (15) is not 0 at x = ζ, and the determinant (15) is not 0 at the vicinity U around ζ [continuity of complex functions], and the simultaneous equations (14) The solution t can be expressed as Equation (16).
Figure 2009020619

式(16)の右辺はパラメータxについて連続であるから、xの関数としてt(x)と書く。すると、|t(x)|はx=ζにおいてU∩C内の最小値をとる。もしそうでなければ、領域Dに属する点であるξを零点とするg(x)=e0(x)+Σj=1 nbjej(x) (bj∈R)であって、しかもd(f,g)<d(f,f~)となるものが存在することになり、多項式f~が多項式fとの距離の最小値を実現する多項式であることに矛盾する。 Since the right side of Expression (16) is continuous with respect to the parameter x, t (x) is written as a function of x. Then, | t (x) | takes the minimum value in U∩C at x = ζ. If not, g (x) = e 0 (x) + Σ j = 1 n b j e j (x) (b j ∈R), where ξ, which is a point belonging to the region D, is zero. In addition, there is a case in which d (f, g) <d (f, f˜) exists, which contradicts that the polynomial f˜ is a polynomial that realizes the minimum distance from the polynomial f.

以上の議論から、[定理2]が云える。
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[定理2]多項式f~(x)=e0(x)+Σj=1 na~jej(x) (a~j∈R)は、恒等的に0ではない多項式であって、領域Dに零点を持ち、d(f,f~)が最小なものとする。さらに、或る番号μがあって、|aμ-a~μ|<d(f,f~)とする。このとき、方程式(13)を考える。ζが多項式f~(x)の境界C上の零点であり、Uはζの近傍であって、Uにて行列式(15)が0にならないとする。このとき、式(16)の右辺の絶対値はx=ζにおいてU∩C内の最小値となる。
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From the above discussion, [Theorem 2] can be said.
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[Theorem 2] Polynomial f ~ (x) = e 0 (x) + Σ j = 1 n a ~ j e j (x) (a ~ j ∈ R) is a polynomial that is not equal to 0. Suppose that the region D has a zero and d (f, f˜) is minimum. In addition, there is a certain number μ, | a μ -a ~ μ | <d (f, f ~) and. At this time, equation (13) is considered. It is assumed that ζ is a zero point on the boundary C of the polynomial f˜ (x), U is near ζ, and determinant (15) does not become zero at U. At this time, the absolute value of the right side of Expression (16) is the minimum value in U∩C at x = ζ.
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上記定理から、多項式f~の零点と成り得る点のうち有限個のみ調べれば十分であることが導かれる。このことを、具体的な計算方法を示して説明する。   From the above theorem, it is derived that it is sufficient to examine only a finite number of points that can be zeros of the polynomial f ~. This will be described by showing a specific calculation method.

〔上記定理に基づく計算方法〕
以下、上記定理に基づく計算方法を、二つの場合に分けて説明する。第一の場合は、|aj-a~j|=d(f,f~)が全てのjについて成り立つ場合、第二の場合は、或る番号μがあって|aμ-a~μ|<d(f,f~)となる場合である。
[Calculation method based on the above theorem]
Hereinafter, the calculation method based on the above theorem will be described in two cases. In the first case, | a j -a ~ j | = d (f, f ~) holds for all j. In the second case, there is a certain number μ and | a μ -a ~ μ | <D (f, f ~).

≪第一の場合≫
bj=tj+ajとおく。このとき、多項式g(x)=e0(x)+Σj=1 nbjej(x) (bj∈R)は、式(17)のように表現できる。

Figure 2009020619
≪First case≫
b j = t j + a j At this time, polynomial g (x) = e 0 ( x) + Σ j = 1 n b j e j (x) (b j ∈R) can be expressed as equation (17).
Figure 2009020619

よって、連立一次方程式(18)を、x∈Cかつt1,…,tn∈Rという条件の下で解き、解の中で|t1|=…=|tn|が最小となるものが最小距離となる。条件を満たす解が無い場合は、多項式の集合{e0(x)+Σj=1 nbjej(x)|bj∈R}に属する多項式で|a1-b1|=|a2-b2|=…=|an-bn|かつ領域Dに零点を持つものは存在しない。

Figure 2009020619
Therefore, the simultaneous linear equation (18) is solved under the condition of x∈C and t 1 ,..., T n ∈R, and | t 1 | =… = | t n | Is the minimum distance. If there is no solution satisfying the condition, a polynomial belonging to the set of polynomials {e 0 (x) + Σ j = 1 n b j e j (x) | b j ∈R} is | a 1 -b 1 | = | There are no a 2 −b 2 | =... = | a n −b n |
Figure 2009020619

連立一次方程式(18)は、方程式(19)と等価である。
なお、厳密には連立一次方程式(18)は、方程式f(x)+t(±e1(x)±e2(x)±…±en(x))=0と等価である。しかし、tは正負の値を取る変数であるから、方程式としては実質的にf(x)+t(e1(x)±e2(x)±…±en(x))=0、つまり方程式(19)を解けばよい。但し、この意味では連立一次方程式(18)は方程式(19)のみに等価ということではない。集合{Σj=1 n±ej(x)}={±e1(x)±e2(x)±…±en(x)}の部分集合XΩを、集合{Σj=1 n±ej(x)}に属する任意の二つの多項式M1,M2につきM1=-M2なる関係があるときいずれか一方を元とする集合としたとき、部分集合XΩから選択した多項式q(x)についてf(x)+tq(x)=0とした方程式に等価である。そのうちの一本が方程式(19)である。以下、方程式(19)について議論を進めるが、一般性を失うものではない。

Figure 2009020619
The simultaneous linear equation (18) is equivalent to the equation (19).
Strictly speaking, the simultaneous linear equation (18) is equivalent to the equation f (x) + t (± e 1 (x) ± e 2 (x) ±... ± e n (x)) = 0. However, since t is a variable that takes positive and negative values, the equation is substantially f (x) + t (e 1 (x) ± e 2 (x) ± ... ± e n (x)) = 0, That is, equation (19) may be solved. However, in this sense, the simultaneous linear equation (18) is not equivalent only to the equation (19). The subset X Omega set {Σ j = 1 n ± e j (x)} = {± e 1 (x) ± e 2 (x) ± ... ± e n (x)}, the set {Σ j = 1 If any two polynomials M 1 and M 2 belonging to n ± e j (x)} have a relationship of M 1 = −M 2 , select from the subset X Ω when the set is based on either one The polynomial q (x) is equivalent to an equation with f (x) + tq (x) = 0. One of them is equation (19). Hereinafter, although discussion is advanced about an equation (19), generality is not lost.
Figure 2009020619

ここで、±は、+と−の全ての組み合わせを取るので、組み合わせは全部で2n−1通りであり、各方程式は式(20)のような表現となる。但し、ここでの多項式q(x)は、e1(x)±e2(x)±…±en(x)の中の一つである〔一般的には、多項式q(x)は部分集合XΩから選択され得る。〕。
f(x)+tq(x)=0 (20)
Here, since ± takes all combinations of + and −, there are 2 n−1 combinations in total, and each equation is expressed as shown in Expression (20). However, the polynomial q (x) here is one of e 1 (x) ± e 2 (x) ± ... ± e n (x) [Generally, the polynomial q (x) is A subset X Ω can be selected. ].
f (x) + tq (x) = 0 (20)

以下、方程式(20)それぞれについて区分境界Ck上で調べる。区分境界Ckの表示を用いると、方程式(20)がx∈Cかつt∈Rなる解を持つ必要十分条件は、方程式(21)がs∈Skかつt∈Rなる解を持つことである。
f(γk(s))+tq(γk(s))=0 (21)
Hereinafter, each equation (20) is examined on the partition boundary C k . Using the representation of the partition boundary C k, the necessary and sufficient condition for the equation (20) to have a solution of x∈C and t∈R is that the equation (21) has a solution of s∈S k and t∈R. is there.
f (γ k (s)) + tq (γ k (s)) = 0 (21)

方程式(21)は連立方程式(22)と等価である。

Figure 2009020619
Equation (21) is equivalent to simultaneous equations (22).
Figure 2009020619

複素係数多項式g(x)∈Cg[x]に対して、各係数をその複素共役で置き換えた多項式をg^(x)の如く表記する。また、複素係数有理式h(x)=h1(x)/h2(x) (h1(x),h2(x)∈Cg[x])に対し、複素係数有理式h^1(x)/h^2(x)をh^(x)と書く。なお、この明細書中において記号^は直前の文字の頭上に附されるものとする。
このとき実係数有理式J〔J(x)=f(x)、q(x)〕に対して、式(23)が成り立つ。

Figure 2009020619
For a complex coefficient polynomial g (x) ∈C g [x], a polynomial in which each coefficient is replaced with its complex conjugate is expressed as g ^ (x). For the complex coefficient rational expression h (x) = h 1 (x) / h 2 (x) (h 1 (x), h 2 (x) ∈C g [x]), the complex coefficient rational expression h ^ Write 1 (x) / h ^ 2 (x) as h ^ (x). In this specification, the symbol ^ is added above the immediately preceding character.
At this time, Equation (23) holds for the real coefficient rational expression J [J (x) = f (x), q (x)].
Figure 2009020619

よって、連立方程式(22)をtの方程式と見たとき、係数は有理数係数有理式である。   Therefore, when the simultaneous equations (22) are viewed as t equations, the coefficients are rational coefficient rational expressions.

Re q(γk(s))≠0のとき、tは式(24)で表される。

Figure 2009020619
When Re q (γ k (s)) ≠ 0, t is expressed by Expression (24).
Figure 2009020619

連立方程式(22)の第二式のtに式(24)の右辺を代入すると、式(25)を得る。

Figure 2009020619
Substituting the right side of equation (24) into t in the second equation of simultaneous equations (22) yields equation (25).
Figure 2009020619

即ち、式(26)かつRe q(γk(s))≠0である。

Figure 2009020619
That is, Expression (26) and Re q (γ k (s)) ≠ 0.
Figure 2009020619

Re q(γk(s))=0のとき、連立方程式(22)からRe f(γk(s))=0である。このとき、もしIm q(γk(s))=0ならば連立方程式(22)からIm f(γk(s))=0かつtは任意である。これは、多項式fが領域Dに零点を持たないという仮定に矛盾する。よって、Re q(γk(s))=0のときIm q(γk(s))≠0であり、式(27)が成り立つ。

Figure 2009020619
When Re q (γ k (s) ) = 0, from the simultaneous equations (22) Re f (γ k (s)) = 0. At this time, if Im q (γ k (s)) = 0, simultaneous equations (22) to Im f (γ k (s)) = 0 and t is arbitrary. This contradicts the assumption that the polynomial f does not have a zero in region D. Therefore, when Re q (γ k (s)) = 0, Im q (γ k (s)) ≠ 0, and Equation (27) holds.
Figure 2009020619

連立方程式(22)の第一式のtに式(27)の右辺を代入すると、式(28)を得る。

Figure 2009020619
Substituting the right side of equation (27) into t in the first equation of simultaneous equations (22) yields equation (28).
Figure 2009020619

即ち、式(29)かつIm q(γk(s))≠0である。

Figure 2009020619
That is, equation (29) and Im q (γ k (s) ) ≠ 0.
Figure 2009020619

以上をまとまると、Re q(γk(s))とIm q(γk(s))が同時に0となることはないので、単に方程式(30)を解けばよい。

Figure 2009020619
When settled the above, the Re q (gamma k (s)) and Im q (gamma k (s)) are not 0 at the same time, it may simply solved equation (30).
Figure 2009020619

方程式(30)の左辺が定数ではないとき、解の候補であるs∈Skは有限個である。方程式(30)の左辺が恒等的に0のとき、解の候補sは、式(24)、式(27)から、式(31)の絶対値または式(32)の絶対値がSk上で最小、という条件を満たす。

Figure 2009020619
When the left side of the equation (30) is not a constant, sεS k that is a solution candidate is finite. When the left-hand side of equation (30) is identically 0, the candidate s solution has the formula (24), from equation (27), the absolute value of S k of absolute values or of the formula (31) (32) Satisfy the minimum requirement above.
Figure 2009020619

従って、式(31)の絶対値が定数でないときには、式(33)の零点およびSkの端点が解の候補であり、式(31)の絶対値が定数のときには、Skに属するどの一点を解の候補としてもよい。

Figure 2009020619
Therefore, when the absolute value of the equation (31) is not a constant, the zero point and the end point of the S k in the equation (33) are candidate solutions, and when the absolute value of the equation (31) is a constant, any one point belonging to S k May be a solution candidate.
Figure 2009020619

式(32)についても同様で、式(32)の絶対値が定数でないときには、式(34)の零点およびSkの端点が解の候補であり、式(32)の絶対値が定数のときには、Skに属するどの一点を解の候補としてもよい。

Figure 2009020619
The same applies to the formula (32), when the absolute value of formula (32) is not constant, a candidate end point of the zero point and S k of formula (34) is a solution, when the absolute value of formula (32) is constant , S k may be a candidate solution.
Figure 2009020619

以上より、有限個のs∈Skについて、式(31)の絶対値あるいは式(32)の絶対値を計算し、それらの中の最小値を≪第一の場合≫における最小距離として採用すればよい。
また、この最小値を与えた式(31)あるいは式(32)の値をt0とすると、≪第一の場合≫における、多項式fとの最小距離|t0|を実現する多項式f~のうち一つは、値t0を与えたときのq(x)を用いて、式(35)で得られる〔式(20)参照〕。

Figure 2009020619
From the above, with respect to a finite number of s∈S k , the absolute value of the equation (31) or the absolute value of the equation (32) is calculated, and the minimum value among them is adopted as the minimum distance in << first case >>. That's fine.
Further, when the value of Equation (31) or Equation (32) giving this minimum value is t 0 , the polynomial f˜ that realizes the minimum distance | t 0 | One of them is obtained by equation (35) using q (x) when the value t 0 is given [see equation (20)].
Figure 2009020619

≪第二の場合≫
式(13)に立ち返って説明する。
或る区分境界Ckにつき、或るμを選択するとともにpμ(x)を一本選択する。
既述のとおり、多項式f~の境界C上の零点x=ζに対応する点s∈Skについては、行列式(15)のxに区分境界Ckの表示γk(s)を代入したものが0ではない。このことに注意して、式(16)に区分境界Ckの表示γk(s)を代入して式(36)を得る。

Figure 2009020619
≪Second case≫
Returning to Equation (13), the description will be made.
A certain μ is selected and one p μ (x) is selected for a certain segment boundary C k .
As described above, for the point s∈S k corresponding to the zero x = ζ on the boundary C of the polynomial f˜, the indication γ k (s) of the partitioned boundary C k is substituted for x in the determinant (15). Things are not zero. With this in mind, Expression (36) is obtained by substituting the display γ k (s) of the section boundary C k into Expression (16).
Figure 2009020619

t(γk(s))が定数cのとき、多項式f~の候補となる多項式は|tμk(s))|<|c|を満たす。そこで、|tμk(s))|<|c|を満たすs∈Skを一つ取り、これを選択したμ、pμ(x)におけるパラメータsの候補とすればよい。
具体的には、t(γk(s))が定数cのとき、s∈Skを任意に一つ取り、このsが|tμk(s))|<|c|を満たすならば、このsをパラメータsの候補とすればよい。もし、任意に選択したsが|tμk(s))|≧|c|を満たすならば、他の区分境界とpμ(x)との組み合わせについて候補の存在を調べる。理由は次のとおりである。もし、全てのs′∈Skが|tμk(s′))|≧|c|を満たすならば、選択しているpμ(x)と区分境界Ck〔つまりSk〕の組み合わせにおいて、≪問題≫について候補となるべきパラメータsは存在しない。もし、|tμk(s))|<|c|を満たすs1∈Skが存在するならば、|tμk(s2))|=|c|を満たすs2∈Skが存在する〔中間値の定理〕。従って、この場合は≪第一の場合≫の対象となるから、多項式f~を一つ求めればよいことを考慮すればs1を候補とする必要がない。
When t (γ k (s)) is a constant c, polynomials that are candidates for the polynomial satisfy | t μk (s)) | <| c |. Therefore, one sεS k satisfying | t μk (s)) | <| c | may be selected and used as a candidate for the parameter s in the selected μ and p μ (x).
Specifically, when t (γ k (s)) is a constant c, sεS k is arbitrarily taken, and this s satisfies | t μk (s)) | <| c |. Then, this s may be a parameter s candidate. If arbitrarily selected s satisfies | t μk (s)) | ≧ | c |, the existence of candidates is examined for a combination of another partition boundary and p μ (x). The reason is as follows. If all s′∈S k satisfy | t μk (s ′)) | ≧ | c |, the selected p μ (x) and the partition boundary C k [ie, S k ]. In the combination, there is no parameter s that should be a candidate for << problem >>. If s 1 ∈ S k satisfying | t μk (s)) | <| c | exists, s 2 satisfying | t μk (s 2 )) | = | c | ∈ S k exists [intermediate value theorem]. Accordingly, in this case, since it is a target of << first case >>, it is not necessary to set s 1 as a candidate in consideration of the fact that only one polynomial f ~ needs to be obtained.

t(γk(s))が定数ではなく|t(γk(s))|がs=δにおいて最小値を取るときには、δは式(37)の零点であるかSkの端点である。式(37)は有理式であるから、これのSkに属する零点は有限個である。即ち、パラメータsの候補は有限個となる。なお、いずれにしても、式(36)の分母が0となる点は除くことに留意しなければならない。

Figure 2009020619
t (gamma k (s)) is not a constant | t (γ k (s) ) | when takes the minimum value at s = [delta] is, [delta] is the end point if S k is the zero of the formula (37) . Since the equation (37) is a rational expression, zero-point belonging to this of S k is a finite number. That is, the number of candidates for parameter s is limited. In any case, it should be noted that the point where the denominator of Expression (36) is 0 is excluded.
Figure 2009020619

候補となったsに対応して、連立方程式(14)のxにγk(s)を代入することで、連立方程式(14)はtおよびtμに関する二元連立一次方程式として確定する〔∵パラメータxはsに対応して決まっている。〕。従って、この二元連立一次方程式を解くことで、tおよびtμの解t<solution>およびtμ<solution>が決まる。このとき、候補となったsに対応して得られるt<solution>のうちその絶対値が最小となるものの値をt0すると、|t0|を≪第二の場合≫における最小距離として採用すればよい。
また、≪第二の場合≫における、多項式fとの最小距離|t0|を実現する多項式f~のうち一つは、値t0を与えたときのtμ<solution>〔tμ<solution>,0とする。〕およびpμ(x)〔pμ,0(x)とする。〕を用いて、式(38)で得られる〔式(13)参照〕。

Figure 2009020619
By substituting γ k (s) for x in the simultaneous equation (14) corresponding to the candidate s, the simultaneous equation (14) is determined as a binary simultaneous linear equation with respect to t and t μ [∵ The parameter x is determined according to s. ]. Thus, the two yuan simultaneous by solving linear equations, t and t mu solution t <solution> and t μ <solution> is determined. At this time, the value of which absolute value is the smallest among the t <solution> obtained corresponding to the s became candidate t 0 Then, | t 0 | adopted as the minimum distance in «second case» do it.
Also, one of the polynomials f˜ that realizes the minimum distance | t 0 | from the polynomial f in the “second case” is t μ <solution> [t μ <solution when the value t 0 is given. >, 0 . ] And p μ (x) [p μ, 0 (x). Can be obtained by the equation (38) [see the equation (13)].
Figure 2009020619

≪第一の場合≫と≪第二の場合≫は理論的な先後関係に無いから、何れを先行して行うとしてもよい。従って、≪第一の場合≫で得られた最小距離|t0|と≪第二の場合≫で得られた最小距離|t0|とを比較して小さい方を最小距離として選択すればよい〔両者が等しい場合には、いずれか一方を選択すれば足りる。〕。さらに、多項式f~が恒等的に0となる場合を考慮しないときには、各区分境界で≪第一の場合≫と≪第二の場合≫の処理を行って、区分境界ごとに得られた最小距離のうち最も小さい距離を≪問題≫の解答としての最小距離とすればよい。但し、多項式f~が恒等的に0となる場合も考慮するときは、区分境界ごとに得られた最小距離のうち最も小さい距離と、恒等的に0である多項式f~=0と多項式fとの距離d(f,0)とを比較して小さい方を≪問題≫の解答としての最小距離とすればよい〔両者が等しい場合には、いずれか一方を選択すれば足りる。〕。 Since << the first case >> and << the second case >> do not have a theoretical prior relationship, either may be performed in advance. Therefore, the minimum distance obtained in << first case >> | t 0 | and the minimum distance obtained in << second case >> | t 0 | are compared, and the smaller one may be selected as the minimum distance. [If both are equal, it is sufficient to select one of them. ]. Furthermore, when not considering the case where the polynomial f˜ is equal to 0, the processing of << first case >> and << second case >> is performed on each partition boundary, and the minimum obtained for each partition boundary The smallest distance among the distances may be set as the minimum distance as an answer to << Problem >>. However, when considering the case where the polynomial f˜ is uniformly 0, the smallest distance among the minimum distances obtained for each section boundary, the polynomial f˜ = 0 which is identically 0, and the polynomial Compared with the distance d (f, 0) from f, the smaller one may be set as the minimum distance as an answer to << Problem >> [If both are equal, it is sufficient to select one of them. ].

sとxが単射の関係にあることに注意して以上の説明をまとめれば、多項式f~が恒等的に0となる場合を考慮しないときには、要するに、≪問題≫の解答としての最小距離は、区分境界Ckとq(x)の組み合わせ毎に得られる方程式(20)の零点の候補、および、区分境界Ckとμとpμ(x)の組み合わせ毎に得られる方程式(13)の零点の候補、の各候補について対応して得られるtの絶対値のうちの最小値として与えられる。また、多項式f~が恒等的に0となる場合も考慮するときは、要するに、前記最小値とd(f,0)とを比較した小さい方として与えられる。従って、コンピュータ等で実行する場合の最小距離を求めるアルゴリズムは、このような網羅的な探索を行うものであればよく、その詳細について格別の限定は無い。 If we take into account the fact that s and x are injective, and summarize the above explanation, the minimum distance as the answer to «Problem» is not taken into consideration when the case where the polynomial f ~ is identically 0 is not considered. Are candidates for zeros of equation (20) obtained for each combination of segmented boundaries C k and q (x), and equation (13) obtained for each combination of segmented boundaries C k , μ and p μ (x) The zero point candidates are given as the minimum value of the absolute values of t obtained correspondingly. Further, when considering the case where the polynomial f˜ is equal to 0, in short, it is given as the smaller of the minimum value and d (f, 0). Therefore, the algorithm for obtaining the minimum distance when executed by a computer or the like is not particularly limited as long as it performs such an exhaustive search.

また、≪問題≫の解答としての多項式f~は、≪問題≫の解答としての最小距離に対応する多項式とすればよい〔最小距離が複数ある場合には、いずれか一つを選択すれば足りる。〕。
以上で、[理論]の説明は終わりである。
Further, the polynomial f˜ as the answer to the “question” may be a polynomial corresponding to the minimum distance as the answer to the “question” [if there are a plurality of minimum distances, it is sufficient to select one of them. . ].
This completes the explanation of [Theory].

[アルゴリズム]
上述の[理論]に基づき、最小距離d(f,f~)を求めるアルゴリズムの一例を説明する〔図1−1および図1−2参照〕。
例示するアルゴリズムでは、
========================================
入力:多項式e0(x),e1(x),e2(x),…,en(x)、
有理数a1,a2,…,an
多項式f(x)=e0(x)+Σj=1 najej(x)の零点が存在しない複素領域Dの境界C=∪k=1 Kkにつき、各区分境界Ckの有理式による表示
但し、各区分境界Ckは、単射γk : Sk → Ckと表示される。
出力:最小距離d(f,f~)
但し、多項式f~が存在しない場合は、出力は−1である。
========================================
とする。なお、ここで有理数は実代数的数の具体例に過ぎない。
[algorithm]
An example of an algorithm for obtaining the minimum distance d (f, f˜) will be described based on the above [Theory] [see FIGS. 1-1 and 1-2].
In the example algorithm:
=======================================
Input: Polynomial e 0 (x), e 1 (x), e 2 (x), ..., e n (x),
Rational numbers a 1 , a 2 ,…, a n ,
Polynomial f (x) = e 0 ( x) + Σ j = 1 n a j e j boundary complex area D zeros of (x) is not present C = per ∪ k = 1 K C k, each segment boundary C k However, each segment boundary C k is expressed as injection γ k : S k → C k .
Output: Minimum distance d (f, f ~)
However, when the polynomial f ~ does not exist, the output is -1.
=======================================
And Here, rational numbers are only specific examples of real algebraic numbers.

〈アルゴリズムの具体例〉
◎ステップS1
e0(x)+Σj=1 ncjej(x)=0を満たす実数c1,c2,…,cnが存在する場合、T=d(f,0)とする。このような実数c1,c2,…,cnが存在しない場合、T=−1とする。
<解説>
ステップS1は、多項式f~が恒等的に0である場合を排除しないための処理である。実数c1,c2,…,cnが存在することの判定は、e0(x)+Σj=1 ncjej(x)をΣi=0 Nwixiのように表現したときの各係数wiを0とした連立方程式を解けばよい〔但し、実際に解を求める必要はなく、連立方程式の解の存在判定(公知)を行うだけでよい。〕。多項式f~が恒等的に0である場合を考慮しないときは、初期値設定T=−1のみを行う。
<Specific example of algorithm>
◎ Step S1
e 0 (x) + Σ j = 1 n c j e j (x) = 0 real c 1, c 2 satisfying, ..., if c n is present, and T = d (f, 0) . When such real numbers c 1 , c 2 ,..., C n do not exist, T = −1.
<Commentary>
Step S1 is a process for not excluding the case where the polynomial f˜ is equal to zero. The determination of the existence of real numbers c 1 , c 2 , ..., c n is as follows: e 0 (x) + Σ j = 1 n c j e j (x) as Σ i = 0 N w i x i It is only necessary to solve simultaneous equations in which each coefficient w i when expressed is 0 [however, it is not necessary to actually find a solution, and it is only necessary to determine the existence of a solution of simultaneous equations (known). ]. When the case where the polynomial f˜ is equal to 0 is not considered, only the initial value setting T = −1 is performed.

◎ステップS2
ステップS2の処理の詳細は次のとおりである。
未選択の区分境界が存在するか否かを判定する(○ステップS20)。
未選択の区分境界が存在すれば、その中の一つCkを選択する(○ステップS21)。
未選択の区分境界が存在しなければ、Tの値をd(f,f~)として出力して終了(○ステップS22)。
<解説>
ステップS2は、全ての区分境界について以降のステップS3およびステップS4の各処理を行うための処理である。全ての区分境界についてステップS3およびステップS4の各処理を実行した場合は、終了である。
◎ Step S2
Details of the processing in step S2 are as follows.
It is determined whether or not there is an unselected division boundary (O step S20).
If there is an unselected segment boundary, one Ck is selected (◯ step S21).
If there is no unselected segment boundary, the value of T is output as d (f, f ~) and the process ends (O step S22).
<Commentary>
Step S2 is a process for performing each of the subsequent steps S3 and S4 for all the division boundaries. When the processes in step S3 and step S4 have been executed for all the division boundaries, the process is completed.

◎ステップS3
《第一の場合》で説明した処理を行う。ステップS3の処理の詳細は次のとおりである。
◎ Step S3
The processing described in << First Case >> is performed. Details of the processing in step S3 are as follows.

○ステップS301
未選択のq(x)が存在するか否かを判定する。
○ Step S301
It is determined whether or not unselected q (x) exists.

○ステップS302
未選択のq(x)が存在すれば、その中の一つを選択する。
ステップS304の処理の以降では、ステップS302の処理で選択されたq(x)について、方程式(30)を解く。
○ Step S302
If unselected q (x) exists, select one of them.
After the process of step S304, equation (30) is solved for q (x) selected in the process of step S302.

○ステップS303
未選択のq(x)が存在しなければ、全ての候補sに対応する、式(31)の絶対値あるいは式(32)の絶対値を計算し、それらの中の最小値|t0|を求める。T=−1またはT>|t0|の場合、T=|t0|とする。つまり、Tの値を書き換える。
ステップS303の処理の後、ステップS4の処理を行う。
○ Step S303
If there is no unselected q (x), the absolute value of Expression (31) or the absolute value of Expression (32) corresponding to all candidates s is calculated, and the minimum value | t 0 | Ask for. T = -1 or T> | t 0 | of the case, T = | t 0 | to. That is, the value of T is rewritten.
After the process of step S303, the process of step S4 is performed.

○ステップS304
方程式(30)の左辺が恒等的に0か否かを判定する。方程式(30)の左辺が恒等的に0ではないときはステップS305の処理へ、方程式(30)の左辺が恒等的に0のときはステップS304cの処理へ、進む。
○ Step S304
It is determined whether the left side of the equation (30) is equal to 0 or not. When the left side of equation (30) is not identically 0, the process proceeds to step S305, and when the left side of equation (30) is identically 0, the process proceeds to step S304c.

○ステップS304c
Re q(γk(s))が恒等的に0か否かを判定する。Re q(γk(s))が恒等的に0ならばステップS309の処理へ、Re q(γk(s))が恒等的に0でないならばステップS306の処理へ、進む。
○ Step S304c
It is determined whether Re q (γ k (s)) is equal to 0 or not. If Re q (γ k (s)) is equal to 0, the process proceeds to step S309. If Re q (γ k (s)) is not equal to 0, the process proceeds to step S306.

○ステップS305
方程式(30)の左辺が恒等的に0ではないとき、方程式(30)の解sを候補とする。
ステップS305の処理の後、ステップS301の処理を行う。
○ Step S305
When the left side of the equation (30) is not equal to 0, the solution s of the equation (30) is taken as a candidate.
After the process of step S305, the process of step S301 is performed.

○ステップS306
式(31)が定数か否か判定する。定数ではないときはステップS307の処理へ、定数のときはステップS308の処理へ、進む。
○ Step S306
It is determined whether Equation (31) is a constant. If it is not a constant, the process proceeds to step S307. If it is a constant, the process proceeds to step S308.

○ステップS307
式(33)の零点およびSkの端点を候補とする。続いて、ステップS301の処理に戻る。
○ Step S307
And candidate end points of zero and S k of formula (33). Subsequently, the processing returns to step S301.

○ステップS308
kに属する任意の一点を候補とする。続いて、ステップS301の処理に戻る。
○ Step S308
Any one point belonging to the S k as a candidate. Subsequently, the processing returns to step S301.

○ステップS309
式(32)が定数か否か判定する。定数ではないときはステップS310の処理へ、定数のときはステップS311の処理へ、進む。
○ Step S309
It is determined whether or not Expression (32) is a constant. If it is not a constant, the process proceeds to step S310. If it is a constant, the process proceeds to step S311.

○ステップS310
式(34)の零点およびSkの端点を候補とする。
ステップS310の処理の後、ステップS301へ戻る。
○ Step S310
And candidate end points of zero and S k of formula (34).
After the process of step S310, the process returns to step S301.

○ステップS311
kに属する任意の一点を候補とする。
ステップS311の処理の後、ステップS301へ戻る。
○ Step S311
Any one point belonging to S k is a candidate.
After the process of step S311, the process returns to step S301.

<ステップS3についての概説>
ステップS304cの処理にて、Re q(γk(s))が恒等的に0である場合、式(26)に関して既述したとおり、Im q(γk(s))は0とならないことが分かるので、Im q(γk(s))が恒等的に0か否かの判定は不要であり、ステップS309の処理を行う。
<Outline of Step S3>
In the process of step S304c, if Re q (γ k (s)) is equal to 0, Im q (γ k (s)) does not become 0 as already described with respect to equation (26). Therefore, it is not necessary to determine whether Im q (γ k (s)) is equal to 0, and the process of step S309 is performed.

ステップS304cの処理にて、Re q(γk(s))が恒等的に0ではない場合、ステップS309〜S311の処理を行うことなく、ステップS301の処理に戻ることができる。以下、その理由を説明する。 If Re q (γ k (s)) is not equal to 0 in the process of step S304c, the process can return to the process of step S301 without performing the processes of steps S309 to S311. The reason will be described below.

ステップS306の処理結果がyesの場合、ステップS304の処理結果がyesでありRe q(γk(s))は多項式として0ではないので、Im q(γk(s))が恒等的に0となる場合を除き、有理式として式(39)のように表現できる。

Figure 2009020619
If the processing result of step S306 is yes, the processing result of step S304 is yes and Re q (γ k (s)) is not 0 as a polynomial, so Im q (γ k (s)) is identically. Except for the case of 0, it can be expressed as a rational expression like Expression (39).
Figure 2009020619

従って、式(39)の右辺も定数である。ところで、式(39)の両辺の分母Re q(γk(s))、Im q(γk(s))が0となる点sについて、議論の端緒である連立方程式(22)に立ち返ると、Re q(γk(s))=0のときRe f(γk(s))=0で連立方程式(22)は第二式〔下の式〕のみとなり、しかもこのときIm q(γk(s))≠0なので、結局、Skに属するどの点を候補としても問題ない。逆に、Im q(γk(s))=0の場合も同様である。もし、Im q(γk(s))が恒等的に0であるならば、Re q(γk(s))の零点はSk内に無いので、この場合もSkに属するどの点を候補としても問題ない。
本論において求めるべきはtの絶対値であり、式(40)のとおり定数である。従って、ステップS308の処理でSkに属する一つの点を選択すれば十分である。

Figure 2009020619
Therefore, the right side of Expression (39) is also a constant. By the way, when the point s where the denominators Re q (γ k (s)) and Im q (γ k (s)) on both sides of the equation (39) are 0 is returned to the simultaneous equations (22) which is the beginning of the discussion. , Re q (γ k (s)) = 0, and Re f (γ k (s)) = 0, the simultaneous equation (22) is only the second equation [the following equation], and at this time Im q (γ Since k (s)) ≠ 0, any point belonging to S k can be used as a candidate after all. Conversely, the same applies to the case of Im q (γ k (s)) = 0. If Im q (γ k (s)) is identically 0, the zero of Re q (γ k (s)) is not in S k , so in this case any point belonging to S k No problem as a candidate.
What should be calculated in this paper is the absolute value of t, which is a constant as shown in equation (40). Therefore, it is sufficient to select one point belonging to S k in the process of step S308.
Figure 2009020619

ステップS306の処理結果がnoの場合、ステップS307の処理を行いステップS301の処理に戻ればよい。
Re q(γk(s))が多項式として0ではない場合、式(39)の左辺について分母分子の共通因子があれば、それで除して既約にしておけば、Sk内に分母の零点は無いことになる。
仮に、分母の零点s0∈Skがあったとすると、Re q(γk(s))=0であるから、Im q(γk(s))が恒等的に0ということはない。ここでステップS304の処理結果がyesなので、有理式として式(39)のように表現される。従って、Im q(γk(s))=0となり、「Re q(γk(s))とIm q(γk(s))が同時に0となることはない」ことと矛盾する。
If the result of the process in step S306 is no, the process in step S307 may be performed and the process may return to step S301.
If Re q (γ k (s)) is not 0 as a polynomial, if there is a common factor of the denominator numerator on the left side of Equation (39), if it is divided and irreducible, the denominator in S k There will be no zeros.
If there is a denominator zero s 0 ∈S k , then Re q (γ k (s)) = 0, so Im q (γ k (s)) is not equal to zero. Here, since the processing result of step S304 is yes, it is expressed as a rational expression as in Expression (39). Therefore, Im q (γ k (s)) = 0, which contradicts that “Re q (γ k (s)) and Im q (γ k (s)) are not 0 simultaneously”.

なお、ステップS304cの処理では、Re q(γk(s))が恒等的に0か否かを判定するようにしたが、以上の説明から明らかなように、Im q(γk(s))が恒等的に0か否かを判定するようにしてもよい。この場合、この判定がnoならばステップS309〜S311の処理を行うようにしてステップS301に戻るとし、前記判定がyesならばステップS306〜S308の処理を行うようにしてステップS301に戻るとすればよい。
以上で<ステップS3についての概説>は終わりである。
In the process of step S304c, it is determined whether Re q (γ k (s)) is equal to 0 or not, but as is clear from the above description, Im q (γ k (s It may be determined whether or not)) is equal to zero. In this case, if this determination is no, the process of steps S309 to S311 is performed and the process returns to step S301. If the determination is yes, the process of steps S306 to S308 is performed and the process returns to step S301. Good.
This is the end of <Outline of Step S3>.

◎ステップS4
《第二の場合》で説明した処理を行う。ステップS4の処理の詳細は次のとおりである。
◎ Step S4
The processing described in << Second Case >> is performed. Details of the processing in step S4 are as follows.

○ステップS401
未選択のμが存在するか否かを判定する。
○ Step S401
It is determined whether there is an unselected μ.

○ステップS402
未選択のμが存在しなければ、全ての候補sに対応して、連立方程式(14)のxにγk(s)を代入して得られる二元連立一次方程式を解いて、tおよびtμの解t<solution>およびtμ<solution>を得る。このとき、候補となったsに対応して得られるt<solution>のうちその絶対値が最小となるものの値をt0する。T=−1またはT>|t0|の場合、T=|t0|とする。つまり、Tの値を書き換える。
ステップS402の処理の後、ステップS20の処理を行う。
○ Step S402
If there is no unselected μ, the binary simultaneous equations obtained by substituting γ k (s) for x in the simultaneous equations (14) corresponding to all candidates s are solved, and t and t solution t <solution> and t μ of μ get the <solution>. At this time, the value of which absolute value is the smallest among the t <solution> obtained corresponding to the s became candidates t 0. When T = −1 or T> | t 0 |, T = | t 0 |. That is, the value of T is rewritten.
After step S402, step S20 is performed.

○ステップS403
未選択のμが存在すれば、その中の一つを選択する。
○ Step S403
If there is an unselected μ, one of them is selected.

○ステップS404
未選択のpμ(x)が存在するか否かを判定する。未選択のpμ(x)が存在しなければ、ステップS401の処理へ、存在するときはステップS405の処理へ、進む。
○ Step S404
It is determined whether or not unselected p μ (x) exists. If there is no unselected p μ (x), the process proceeds to step S401, and if present, the process proceeds to step S405.

○ステップS405
未選択のpμ(x)の中から、先頭のσjが1のものを一つ選択する。
<解説>
「先頭のσjが1のもの」とは、μ=1の場合、σ2=1であり、μ≠1の場合、σ1=1である。ここで「先頭のσjが−1のもの」を選択しない理由は、次のとおりである。μ=1の場合、pμ(x)=σ2e2(x)+…+σnen(x)=±e2(x)±…±en(x)であるから、式(13)の左辺は、f(x)+tμeμ(x)+t・pμ(x)=f(x)+tμeμ(x)+t(±e2(x)±…±en(x))となる。ここでtは正負の値を取る変数であるから、方程式としては実質的にf(x)+tμeμ(x)+t(e2(x)±…±en(x))=0を解けばよい。また、μ≠1の場合も同様で、方程式としては実質的にf(x)+tμeμ(x)+t(e1(x)±…±en(x))=0を解けばよい。従って、「先頭のσjが1のもの」を選択すれば十分である。この観点からすれば、「先頭のσjが1のもの」に限定されず、「先頭のσjが−1のもの」を選択するようにしてもよい。さらに云えば、集合{Σ1≦j≦n,j≠μ±ej(x)}の部分集合Yμを、集合{Σ1≦j≦n,j≠μ±ej(x)}に属する任意の二つの多項式P1,P2につきP1=-P2なる関係があるときいずれか一方を元とする集合として、多項式pμ(x)を部分集合Yμの中から選択するようにすることができる。この具体例を説明する。各μに対応して決められた二つの整数α、β〔但し、α、βは集合{1,2,…,n}に属し、互いに異なる。〕に対して、μ≠αの場合には、多項式pμ(x)を集合{Σ1≦j≦n,j≠μσjej(x)|σα=1,σj≠α=±1}から選択するようにし、μ=αの場合には、多項式pμ(x)を集合{Σ1≦j≦n,j≠μσjej(x)|σβ=1,σj≠β=±1}から選択するようにすればよい。勿論、μ≠αの場合に、多項式pμ(x)を集合{Σ1≦j≦n,j≠μσjej(x)|σα=-1,σj≠α=±1}から選択するようにしてもよいし、μ=αの場合に、多項式pμ(x)を集合{Σ1≦j≦n,j≠μσjej(x)|σβ=-1,σj≠β=±1}から選択するようにしてもよい。
○ Step S405
One unselected p μ (x) is selected with a leading σ j of 1.
<Commentary>
“The leading σ j is 1” means that σ 2 = 1 when μ = 1, and σ 1 = 1 when μ ≠ 1. Here, the reason why “the first σ j is −1” is not selected is as follows. When μ = 1, p μ (x) = σ 2 e 2 (x) +... + σ n e n (x) = ± e 2 (x) ± ... ± e n (x). The left side of 13) is f (x) + t μ e μ (x) + t · p μ (x) = f (x) + t μ e μ (x) + t (± e 2 (x) ± ... ± e n (x)). Here, since t is a variable that takes a positive or negative value, f (x) + t μ e μ (x) + t (e 2 (x) ±… ± e n (x)) = Solve 0. The same applies to μ ≠ 1, and the equation is essentially f (x) + t μ e μ (x) + t (e 1 (x) ±… ± e n (x)) = 0. That's fine. Therefore, it is sufficient to select “the first σ j is 1”. From this point of view, not limited to "one head of sigma j is 1", may be selected to "what the head of the sigma j is -1". As far Furthermore, the set a subset Y mu of {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ ± e j (x)} , set to {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ ± e j (x)} When there is a relationship of P 1 = −P 2 for any two polynomials P 1 and P 2 to which they belong, the polynomial p μ (x) is selected from the subset Y μ as a set based on one of them. Can be. A specific example will be described. Two integers α and β determined corresponding to each μ, where α and β belong to the set {1, 2,..., N} and are different from each other. On the other hand, if μ ≠ α, the polynomial p μ (x) is set (Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ σ j e j (x) | σ α = 1, σ j ≠ α = ± 1}, and when μ = α, the polynomial p μ (x) is a set {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ σ j e j (x) | σ β = 1, σ Select from j ≠ β = ± 1}. Of course, if μ ≠ α, the set of polynomials p μ (x) {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ σ j e j (x) | σ α = -1, σ j ≠ α = ± 1} Or if μ = α, the polynomial p μ (x) is a set {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ σ j e j (x) | σ β = -1, You may make it select from (sigma) j <= beta == ± 1}.

○ステップS406
式(36)が定数cか否か判定する。定数cのときはステップS407の処理へ、定数でないときはステップS410の処理へ、進む。
○ Step S406
It is determined whether Expression (36) is a constant c. If it is a constant c, the process proceeds to step S407. If it is not a constant, the process proceeds to step S410.

○ステップS407
s∈Skを任意に一つ取る。但し、式(36)の分母が0となる点は除く。
○ Step S407
Arbitrarily take one sεS k . However, the point where the denominator of Expression (36) is 0 is excluded.

○ステップS408
ステップS407の処理で選択したsが|tμk(s))|<|c|を満たすか否か判定する。sが|tμk(s))|<|c|を満たさない場合、このsを候補とすることなくステップS404の処理へ進む。
○ Step S408
It is determined whether or not s selected in the process of step S407 satisfies | t μk (s)) | <| c |. If s does not satisfy | t μk (s)) | <| c |, the process proceeds to step S404 without using s as a candidate.

○ステップS409
sが|tμk(s))|<|c|を満たす場合、このsを候補とする。続いて、ステップS404の処理へ進む。
○ Step S409
If s satisfies | t μk (s)) | <| c |, this s is a candidate. Subsequently, the process proceeds to step S404.

○ステップS410
式(37)の零点およびSkの端点を候補とする。但し、式(36)の分母が0となる点は除く。
ステップS410の処理の後、ステップS404へ戻る。
○ Step S410
And candidate end points of zero and S k of formula (37). However, the point where the denominator of Expression (36) is 0 is excluded.
After the process of step S410, the process returns to step S404.

上記のアルゴリズムは一例に過ぎず、論理的な先後関係を逸脱しない限り、処理の順番を入れ替えたり変更したりすることができる。
例えば、300番台の処理と400番台の処理とを総じて入れ替えたアルゴリズムに変更することができる〔図2−1および図2−2参照〕。また、ステップS1の処理内容は全ての処理に先立ち行われることに限定されるものではない。例えば、次のようにも変更できる。ステップS1では単にT=−1に設定するだけにする。そして、ステップS22の処理の後、終了することなく、多項式f~が恒等的に0となる場合の実数c1,c2,…,cnの存在を判定し、存在すればT1=d(f,0)とする。さらに、T1とステップS22の処理の段階でのTとを比較してこの最小値を距離の最小値とする。また、上記のアルゴリズムでは、区分境界ごとに300番台の処理と400番台の処理を行うようにしたが、300番台の処理を選択したq(x)につき区分境界ごとに行うようにしてもよいし、400番台の処理を選択したμ、pμ(x)につき区分境界ごとに行うようにしてもよい。
The above algorithm is only an example, and the order of processing can be changed or changed without departing from the logical predecessor relationship.
For example, the processing can be changed to an algorithm in which the processing in the 300s and the processing in the 400s are exchanged as a whole [see FIGS. Further, the processing content of step S1 is not limited to being performed prior to all processing. For example, it can be changed as follows. In step S1, only T = -1 is set. Then, after the process of step S22, the existence of the real numbers c 1 , c 2 ,..., C n when the polynomial f˜ is uniformly 0 is determined without ending, and if it exists, T 1 = Let d (f, 0). Further, T 1 is compared with T at the stage of processing in step S22, and this minimum value is set as the minimum distance value. In the above algorithm, the 300th and 400th processes are performed for each segment boundary, but the 300th process may be performed for each selected segment for q (x) selected. , 400 processing may be performed at each segment boundary for the selected μ and p μ (x).

さらに、上記のアルゴリズムでは、有理数〔実代数的数〕a1,a2,…,anにて複素領域Dに多項式f(x)=e0(x)+Σj=1 najej(x)の零点が存在しないことが予め既知のものとしたが、Sturmの定理と偏角の原理を用いて、複素領域Dに零点が存在しないことを確認する処理を前置で行うようにしてもよい。この場合、各区分境界Ckの有理式による表示だけでなく、各区分境界Ckからなる単純閉曲線である境界Cで囲まれた有界領域が複素領域Dであることを示すための指標、例えば複素領域Dの内部に属する一点も入力とする。 Furthermore, in the above algorithm, rational [real algebraic number] a 1, a 2, ..., a polynomial f (x) in the complex domain D at a n = e 0 (x) + Σ j = 1 n a j e It is assumed that the zero of j (x) does not exist in advance, but the process of confirming that there is no zero in the complex domain D is performed in advance using the Sturm theorem and the principle of declination. It may be. In this case, indicators to show that not only display by rational expressions of each segment boundary C k, bounded region surrounded by the boundary C is a simple closed curve consisting of the segment boundary C k is a complex region D, For example, one point belonging to the inside of the complex region D is also input.

また、上記のアルゴリズムは、多項式fと多項式f~との距離の最小値を求めるものであったが、多項式f~を出力するようにしてもよい。
この場合、一例として、上記アルゴリズムを次のように変更すればよい〔図3−1および図3−2参照〕。
・ステップS1を次のように変更する。
e0(x)+Σj=1 ncjej(x)=0を満たす実数c1,c2,…,cnが存在する場合、T=d(f,0)とする。このような実数c1,c2,…,cnが存在しない場合、T=−1とする。また、T=d(f,0)とき多項式Pを0とする。T=−1とき多項式Pを−1とする。多項式P=−1は、「領域Dに零点を持つ多項式であって式(5)で表される多項式の集合に属する多項式は存在しない」ということである。
・ステップS22を次のように変更する。
未選択の区分境界が存在しなければ、Tの値をd(f,f~)として出力し、多項式Pを多項式f~として出力して終了。
・ステップS303を次のように変更する。
未選択のq(x)が存在しなければ、全ての候補sに対応する、式(31)の絶対値あるいは式(32)の絶対値を計算し、それらの中の最小値|t0|を求める。T=−1またはT>|t0|の場合、T=|t0|とする。つまり、Tの値を書き換える。また、Tの値を書き換えた場合、値t0を与えたときのq(x)を用いて式(35)により求めた多項式を多項式Pとする。つまり、多項式Pを書き換える。もし、Tの値を書き換えなければ、多項式Pを書き換えない。
・ステップS402を次のように変更する。
未選択のμが存在しなければ、全ての候補sに対応して、連立方程式(14)のxにγk(s)を代入して得られる二元連立一次方程式を解いて、tおよびtμの解t<solution>およびtμ<solution>を得る。このとき、候補となったsに対応して得られるt<solution>のうちその絶対値が最小となるものの値をt0する。T=−1またはT>|t0|の場合、T=|t0|とする。つまり、Tの値を書き換える。また、Tの値を書き換えた場合、値t0を与えたときのtμ<solution>,0およびpμ,0(x)を用いて式(38)により求めた多項式を多項式Pとする。つまり、多項式Pを書き換える。もし、Tの値を書き換えなければ、多項式Pを書き換えない。
Further, although the above algorithm is for obtaining the minimum value of the distance between the polynomial f and the polynomial f˜, the polynomial f˜ may be output.
In this case, as an example, the above algorithm may be changed as follows (see FIGS. 3-1 and 3-2).
-Change step S1 as follows.
e 0 (x) + Σ j = 1 n c j e j (x) = 0 real c 1, c 2 satisfying, ..., if c n is present, and T = d (f, 0) . When such real numbers c 1 , c 2 ,..., C n do not exist, T = −1. The polynomial P is set to 0 when T = d (f, 0). When T = -1, the polynomial P is set to -1. The polynomial P = −1 means that “there is no polynomial that has a zero in the region D and belongs to the set of polynomials represented by the equation (5)”.
Step S22 is changed as follows.
If there is no unselected segment boundary, the value of T is output as d (f, f ~), the polynomial P is output as the polynomial f ~, and the process ends.
Step S303 is changed as follows.
If there is no unselected q (x), the absolute value of Expression (31) or the absolute value of Expression (32) corresponding to all candidates s is calculated, and the minimum value | t 0 | Ask for. When T = −1 or T> | t 0 |, T = | t 0 |. That is, the value of T is rewritten. Further, when the value of T is rewritten, a polynomial obtained by Equation (35) using q (x) when the value t 0 is given is defined as a polynomial P. That is, the polynomial P is rewritten. If the value of T is not rewritten, the polynomial P is not rewritten.
Step S402 is changed as follows.
If there is no unselected μ, the binary simultaneous equations obtained by substituting γ k (s) for x in the simultaneous equations (14) corresponding to all candidates s are solved, and t and t solution t <solution> and t μ of μ get the <solution>. At this time, the value of which absolute value is the smallest among the t <solution> obtained corresponding to the s became candidates t 0. When T = −1 or T> | t 0 |, T = | t 0 |. That is, the value of T is rewritten. Further, when the value of T is rewritten, a polynomial obtained by the equation (38) using t μ <solution>, 0 and p μ, 0 (x) when the value t 0 is given is defined as a polynomial P. That is, the polynomial P is rewritten. If the value of T is not rewritten, the polynomial P is not rewritten.

なお、最小距離Tに併せて多項式Pを出力することに限定するものではなく、多項式Pのみを出力するようにしてもよい。   Note that the present invention is not limited to outputting the polynomial P together with the minimum distance T, and only the polynomial P may be output.

[第1実施形態]
以下に、本発明の第1実施形態を上記アルゴリズム例〔図1−1、図1−2参照〕に則して説明する。第1実施形態は、多項式f(x)=e0(x)+Σj=1 najej(x) (aj∈R)と多項式f~(x)=e0(x)+Σj=1 na~jej(x) (a~j∈R)との最小距離の算出〔多項式間距離算出〕に係わる。
図4は、本実施形態に係わる多項式間距離算出装置(1)のハードウェア構成を例示した構成ブロック図である。
[First embodiment]
Below, 1st Embodiment of this invention is described according to the said algorithm example [refer FIG. 1-1, FIG. 1-2]. In the first embodiment, the polynomial f (x) = e 0 (x) + Σj = 1 n aj e j (x) (a j ∈R) and the polynomial f˜ (x) = e 0 (x) + Σ j = 1 n a ~ j e j (x) (a ~ j ∈ R)
FIG. 4 is a configuration block diagram illustrating the hardware configuration of the inter-polynomial distance calculation device (1) according to this embodiment.

図4に例示するように、多項式間距離算出装置(1)は、キーボードなどが接続可能な入力部(11)、液晶ディスプレイなどが接続可能な出力部(12)、多項式間距離算出装置(1)外部に通信可能な通信装置(例えば通信ケーブル)が接続可能な通信部(13)、CPU(Central Processing Unit)(14)〔キャッシュメモリやレジスタなどを備えていてもよい。〕、メモリであるRAM(15)、ROM(16)やハードディスクである外部記憶装置(17)並びにこれらの入力部(11)、出力部(12)、通信部(13)、CPU(14)、RAM(15)、ROM(16)、外部記憶装置(17)間のデータのやり取りが可能なように接続するバス(18)を有している。また必要に応じて、多項式間距離算出装置(1)に、CD−ROMなどの記憶媒体を読み書きできる装置(ドライブ)などを設けるとしてもよい。このようなハードウェア資源を備えた物理的実体としては、汎用コンピュータなどがある。   As illustrated in FIG. 4, the interpolynomial distance calculation device (1) includes an input unit (11) to which a keyboard or the like can be connected, an output unit (12) to which a liquid crystal display or the like can be connected, and an interpolynomial distance calculation device (1). ) A communication unit (13) to which a communication device (for example, a communication cable) that can communicate with the outside can be connected, and a CPU (Central Processing Unit) (14) [may include a cache memory and a register. ] RAM (15) as a memory, ROM (16), external storage device (17) as a hard disk, and these input unit (11), output unit (12), communication unit (13), CPU (14), The bus (18) is connected so that data can be exchanged between the RAM (15), the ROM (16), and the external storage device (17). If necessary, the inter-polynomial distance calculation device (1) may be provided with a device (drive) that can read and write a storage medium such as a CD-ROM. A physical entity having such hardware resources includes a general-purpose computer.

多項式間距離算出装置(1)の外部記憶装置(17)には、多項式fと多項式f~との最小距離の算出に必要となるプログラムおよびこのプログラムの処理において必要となるデータなどが記憶されている。また、これらのプログラムの処理によって得られるデータなどは、RAMや外部記憶装置などに適宜に記憶される。以下、演算結果やその格納領域のアドレスなどを記憶するRAM(15)やレジスタなどの装置を単に「メモリ」と呼ぶことにする。   The external storage device (17) of the inter-polynomial distance calculation device (1) stores a program necessary for calculating the minimum distance between the polynomial f and the polynomial f˜, data necessary for processing of the program, and the like. Yes. Data obtained by the processing of these programs is appropriately stored in a RAM or an external storage device. Hereinafter, a device such as a RAM (15) or a register for storing the calculation result, the address of the storage area, and the like will be simply referred to as “memory”.

より具体的には、多項式間距離算出装置(1)の外部記憶装置(17)〔あるいはROMなど〕には、多項式f~が恒等的に0となる場合について調査するための恒等式調査プログラム、多項式f~について|aj-a~j|=d(f,f~)が全てのjに対して成り立つ場合として区分境界Ckとq(x)の組み合わせ毎に得られる方程式(20)の零点の候補を求めるための第一候補探索プログラム、第一候補探索プログラムによる処理で得られた各候補について対応して得られるt〔式(31)、式(32)参照〕の絶対値|t|で最小のものを決定するための第一距離候補決定プログラム、多項式f~について或る番号μでは|aμ-a~μ|<d(f,f~)でありj≠μでは|aj-a~j|=d(f,f~)が成り立つ場合として区分境界Ckとμとpμ(x)の組み合わせ毎に得られる方程式(13)の零点の候補を求めるための第二候補探索プログラム、第二候補探索プログラムによる処理で得られた各候補について対応して得られるt〔式(13)、式(14)参照〕の絶対値|t|で最小のものを決定するための第二距離候補決定プログラム、第一候補探索プログラムと第一距離候補決定プログラムと第二候補探索プログラムと第二距離候補決定プログラムを区分境界毎に実行せしめて最小距離を出力するための探索制御プログラム、およびこれらのプログラムの処理において必要となるデータなどが記憶されている。その他、これらのプログラムに基づく処理などを制御するための制御プログラムも適宜に保存記憶しておく。 More specifically, the external storage device (17) [or ROM, etc.] of the inter-polynomial distance calculation device (1) has an identity equation search program for investigating the case where the polynomial f˜ is equal to 0, As for the case where | a j -a ~ j | = d (f, f ~) holds for all j, the equation (20) obtained for each combination of the partition boundaries C k and q (x) First candidate search program for obtaining zero candidate, absolute value | t of t [see equations (31) and (32)] obtained corresponding to each candidate obtained by the processing by the first candidate search program First distance candidate determination program for determining the smallest one in |, for polynomial f ~, | a μ -a ~ μ | <d (f, f ~) for some number μ and | a for j ≠ μ j -a ~ j | = zero d (f, f ~) segment boundary C k and mu and p mu equation (13) obtained for each combination of (x) as if holds Absolute value | t | of t [refer to Equation (13) and Equation (14)] obtained corresponding to each candidate obtained by the processing by the second candidate search program and the second candidate search program The second distance candidate determination program, the first candidate search program, the first distance candidate determination program, the second candidate search program, and the second distance candidate determination program for determining the smallest one are executed for each division boundary. A search control program for outputting the distance and data necessary for the processing of these programs are stored. In addition, a control program for controlling processing based on these programs is also stored and stored as appropriate.

多項式間距離算出装置(1)では、外部記憶装置(17)〔あるいはROMなど〕に記憶された各プログラムとこの各プログラムの処理に必要なデータが必要に応じてメモリ(20)に読み込まれて、適宜にCPU(14)で解釈実行・処理される。その結果、CPU(14)が所定の機能(恒等式調査部、第一候補探索プログラム部、第一距離候補決定部、第二候補探索部、第二距離候補決定部、探索制御部、制御部)を実現する。   In the interpolynomial distance calculation device (1), each program stored in the external storage device (17) [or ROM, etc.] and data necessary for processing each program are read into the memory (20) as necessary. The CPU (14) interprets and processes it as appropriate. As a result, the CPU (14) has a predetermined function (identity search unit, first candidate search program unit, first distance candidate determination unit, second candidate search unit, second distance candidate determination unit, search control unit, control unit). Is realized.

図1−1、図1−2を参照して、本実施形態における多項式間距離算出処理について説明する。   With reference to FIGS. 1-1 and 1-2, the inter-polynomial distance calculation processing in the present embodiment will be described.

多項式間距離算出装置(1)の外部記憶装置(17)には、予め、多項式e0(x),e1(x),e2(x),…,en(x)、有理数〔実代数的数〕a1,a2,…,an、多項式f(x)=e0(x)+Σj=1 najej(x)の零点が存在しない複素領域Dの境界C=∪k=1 Kkにつき、各区分境界Ckの有理式による表示〔各区分境界Ckは、単射γk : Sk → Ckで表示される。〕がデータとして予め記憶されているとする。 The external storage device of the polynomial distance calculation device (1) (17), previously, the polynomial e 0 (x), e 1 (x), e 2 (x), ..., e n (x), rational [real Algebraic numbers] a 1 , a 2 ,..., A n , polynomial f (x) = e 0 (x) + Σ j = 1 n aj e j (x) = per ∪ k = 1 K C k, each segment boundary C k display [by rational expressions of each segment boundary C k is injective gamma k: is displayed in S k → C k. ] Is previously stored as data.

なお、これらの情報などは、予め多項式間距離算出装置(1)の外部記憶装置(17)に記憶しておくのではなく、例えば、入力部(11)から入力されるとしてもよいし、あるいは、これらの情報などを格納した記録媒体からドライブを駆動して読み込むようにしてもよく、適宜に変更可能である。   These pieces of information may not be stored in advance in the external storage device (17) of the interpolynomial distance calculation device (1), but may be input from the input unit (11), for example. The drive may be read from a recording medium storing these information and the like, and can be changed as appropriate.

また、データとして予め記憶される情報が、これらの情報などに限定される趣旨ではない。例えば、多項式e0(x),e1(x),e2(x),…,en(x)について、多項式そのものを記憶するのではなく、各次数のxの項についてその係数を記憶しておくようにしてもよい。また、例えば、境界Cを表す式自体を入力部(11)から入力するとし、境界Cを区分境界に適宜に分割するためのプログラムを解釈・実行するCPU(14)が、メモリ(20)に格納された境界Cをメモリ(20)から読み込んで、区分境界を出力するようにしてもよい。 Further, information stored in advance as data is not limited to such information. For example, for the polynomials e 0 (x), e 1 (x), e 2 (x), ..., e n (x), rather than storing the polynomial itself, the coefficients are stored for the terms of x of each degree You may make it keep. Further, for example, if an expression representing the boundary C is input from the input unit (11), the CPU (14) that interprets and executes a program for appropriately dividing the boundary C into divided boundaries is stored in the memory (20). The stored boundary C may be read from the memory (20) and the segment boundary may be output.

なお、本発明の細部においては、数値計算処理のみならず有理式や多項式などの数式処理も必要となるが、数値計算処理および数式処理自体は、公知技術と同様にして達成されるので、その演算処理方法などの詳細な説明は省略する(この点の技術水準を示す数式処理が可能なソフトウェアとしては、例えば、Risa/Asir、Maple(登録商標)、MATHEMATICA(登録商標第2312968号)、Gnuplotなどが挙げられる。Risa/Asirについては、例えばインターネット〈URL:http://hpc.cs.ehime-u.ac.jp/risa/〉[平成19年7月2日検索]を参照のこと。Mapleについては、例えばインターネット〈URL:http://www.cybernet.co.jp/maple/〉[平成19年7月2日検索]を参照のこと。Gnuplotについては、例えばインターネット〈URL: http://www.gnuplot.info/〉[平成19年7月2日検索]を参照のこと。)。   In addition, in the details of the present invention, not only numerical calculation processing but also mathematical expression processing such as rational expressions and polynomials are necessary, but numerical calculation processing and mathematical expression processing itself are achieved in the same manner as known techniques, A detailed description of the arithmetic processing method and the like is omitted (for example, Risa / Asir, Maple (registered trademark), MATHEMATICA (registered trademark No. 2312968), Gnuplot can be used as a software capable of mathematical expression processing indicating the technical level of this point. For Risa / Asir, refer to the Internet <URL: http: //hpc.cs.ehime-u.ac.jp/risa/> [searched July 2, 2007]. For Maple, refer to the Internet <URL: http://www.cybernet.co.jp/maple/> [Search July 2, 2007] For Gnuplot, for example, the Internet <URL: http: // See www.gnuplot.info/> [searched July 2, 2007].

まず、多項式間距離算出装置(1)の制御部(190)は、外部記憶装置(17)から多項式e0(x),e1(x),e2(x),…,en(x)、有理数〔実代数的数〕a1,a2,…,an、各区分境界Ckの有理式による表示γkを読み込み、それぞれをメモリ(20)の所定の格納領域に格納しておく。以後、「メモリから○○を読み込む」旨の説明をした場合は、「メモリにおいて○○が格納されている所定の格納領域から○○を読み込む」ことを意味するとする。 First, the control unit (190) of the interpolynomial distance calculation device (1) receives the polynomials e 0 (x), e 1 (x), e 2 (x),..., E n (x) from the external storage device (17). ), rational [real algebraic number] a 1, a 2, ..., a n, reads the display gamma k by rational expressions of each segment boundary C k, and stores each in a predetermined storage area of the memory (20) deep. Hereinafter, when the description “reads XX from memory” is used, it means “read XX from a predetermined storage area where XX is stored in the memory”.

多項式間距離算出装置(1)の恒等式調査部(110)は、メモリ(20)から多項式e0(x),e1(x),e2(x),…,en(x)を読み込み、e0(x)+Σj=1 ncjej(x)=0を満たす実数c1,c2,…,cnの存在を判定する。恒等式調査部(110)は、そのような実数c1,c2,…,cnが存在すればT=d(f,0)に設定してTをメモリ(20)の所定の格納領域に格納し、このような実数c1,c2,…,cnが存在しない場合は、T=−1に設定してTをメモリ(20)の所定の格納領域に格納する〔図1−1のステップS1〕。 The identity checking unit (110) of the inter-polynomial distance calculation device (1) reads the polynomials e 0 (x), e 1 (x), e 2 (x),..., E n (x) from the memory (20). , real c 1, c 2 satisfying e 0 (x) + Σ j = 1 n c j e j (x) = 0, ..., determine the presence of c n. Identity check unit (110), such real c 1, c 2, ..., a T set to if there is c n T = d (f, 0) in a predetermined storage area of the memory (20) When such real numbers c 1 , c 2 ,..., C n do not exist, T = −1 is set and T is stored in a predetermined storage area of the memory (20) [FIG. Step S1].

次いで、多項式間距離算出装置(1)の探索制御部(120)は、未選択の区分境界の有無を判定する〔図1−1のステップS20〕。未選択区分境界が存在しなければメモリ(20)に記憶されているTを液晶ディスプレイなどに表示する出力処理を行って多項式間距離算出処理を終了する〔図1−1のステップS22〕。未選択区分境界が存在すれば未選択区分境界から一つ選択して、その情報をメモリ(20)の所定の格納領域に格納する〔図1−1のステップS21〕。
具体例として、探索制御部(120)は、区分境界Ck(k=1,2,…,K)について、k=1からインクリメントしてk=Kまで各処理を行うとすればよい。
また、探索制御部(120)は、ステップS20の処理で未選択区分境界が存在しないと判定されるまで、後述の第一候補探索部(130)、第一距離候補決定部(140)、第二候補探索部(150)、第二距離候補決定部(160)の各動作を制御する。
Next, the search control unit (120) of the inter-polynomial distance calculation device (1) determines whether or not there is an unselected segment boundary [Step S20 in FIG. If there is no unselected section boundary, output processing for displaying T stored in the memory (20) on a liquid crystal display or the like is performed, and the inter-polynomial distance calculation processing is terminated [step S22 in FIG. 1-1]. If there is an unselected partition boundary, one is selected from the unselected partition boundaries, and the information is stored in a predetermined storage area of the memory (20) [step S21 in FIG. 1-1].
As a specific example, the search control unit (120) may perform each process for the partition boundary C k (k = 1, 2,..., K) by incrementing from k = 1 to k = K.
Further, the search control unit (120) determines a first candidate search unit (130), a first distance candidate determination unit (140), and a first distance candidate until it is determined in step S20 that there is no unselected segment boundary. Each operation | movement of a 2 candidate search part (150) and a 2nd distance candidate determination part (160) is controlled.

次いで、多項式間距離算出装置(1)の第一候補探索部(130)は、メモリ(20)と協働して、多項式f~について|aj-a~j|=d(f,f~)が全てのjに対して成り立つ場合としてステップS21で選択された区分境界Ckとq(x)の組み合わせ毎に得られる方程式(20)の零点の候補を求め、これら候補をメモリ(20)の所定の格納領域に格納する〔図1−1のステップS301〜S311。但し、ステップS303を除く。〕。なお、上記アルゴリズムに則する場合では、メモリ(20)に格納される零点の候補は、ステップS21で選択された区分境界Ckに対応するSkに属するsで与えられる。 Then, the first candidate search unit of the polynomial distance calculation device (1) (130) cooperates with the memory (20), the polynomial f ~ for | a j -a ~ j | = d (f, f ~ ) Holds for all j, zero candidate candidates of the equation (20) obtained for each combination of the partition boundaries C k and q (x) selected in step S21 are obtained, and these candidates are stored in the memory (20). [Steps S301 to S311 in FIG. 1-1. However, step S303 is excluded. ]. In the case of conforming to the above algorithm, the zero candidate stored in the memory (20) is given by s belonging to S k corresponding to the segment boundary C k selected in step S21.

次いで、多項式間距離算出装置(1)の第一距離候補決定部(140)は、メモリ(20)と協働して、第一候補探索部(130)による一連の処理で得られた各候補について対応して得られるt〔式(31)、式(32)参照〕の絶対値|t|で最小のもの|t0|を決定し、現段階でメモリ(20)に記憶されているTの値がT=−1またはT>|t0|の場合、メモリ(20)に格納されているTの値を|t0|に書き換えて格納する。ただし、T=−1またはT>|t0|が成立しない場合は、現段階でメモリ(20)に記憶されているTの値が維持される〔図1−1のステップS303〕。 Next, the first distance candidate determination unit (140) of the inter-polynomial distance calculation device (1) cooperates with the memory (20) to obtain each candidate obtained by a series of processes by the first candidate search unit (130). T that is determined and stored in the memory (20) at the present stage is | t obtained corresponding [formula (31), equation (32) refer to Fig absolute value of | t | smallest of | t 0 When T = −1 or T> | t 0 |, the value of T stored in the memory (20) is rewritten to | t 0 | and stored. However, if T = −1 or T> | t 0 | does not hold, the value of T stored in the memory (20) at this stage is maintained [step S303 in FIG. 1-1].

次いで、多項式間距離算出装置(1)の第二候補探索部(150)は、メモリ(20)と協働して、多項式f~について或る番号μでは|aμ-a~μ|<d(f,f~)でありj≠μでは|aj-a~j|=d(f,f~)が成り立つ場合としてステップS21で選択された区分境界Ckとμとpμ(x)の組み合わせ毎に得られる方程式(13)の零点の候補を求め、これら候補をメモリ(20)の所定の格納領域に格納する〔図1−2のステップS401〜S409。但し、ステップS402を除く。〕。なお、上記アルゴリズムに則する場合では、メモリ(20)に格納される零点の候補は、ステップS21で選択された区分境界Ckに対応するSkに属するsで与えられる。 Next, the second candidate search unit (150) of the inter-polynomial distance calculation device (1) cooperates with the memory (20) to | a μ −a˜ μ | <d for a polynomial f˜ with a certain number μ. When (f, f ~) and j ≠ μ, | a j -a ~ j | = d (f, f ~) holds, and the segment boundaries C k , μ, and p μ (x) selected in step S21 The candidates of the zero point of the equation (13) obtained for each combination are obtained, and these candidates are stored in a predetermined storage area of the memory (20) [Steps S401 to S409 in FIG. 1-2. However, step S402 is excluded. ]. In the case of conforming to the above algorithm, the zero candidate stored in the memory (20) is given by s belonging to S k corresponding to the segment boundary C k selected in step S21.

次いで、多項式間距離算出装置(1)の第二距離候補決定部(160)は、メモリ(20)と協働して、第二候補探索部(150)による一連の処理で得られた各候補について対応して得られるt〔式(13)、式(14)参照〕の絶対値|t|で最小のもの|t0|を決定し、現段階でメモリ(20)に記憶されているTの値がT=−1またはT>|t0|の場合、メモリ(20)に格納されているTの値を|t0|に書き換えて格納する。ただし、T=−1またはT>|t0|が成立しない場合は、現段階でメモリ(20)に記憶されているTの値が維持される〔図1−2のステップS402〕。 Next, the second distance candidate determination unit (160) of the inter-polynomial distance calculation device (1) cooperates with the memory (20) to obtain each candidate obtained by a series of processes by the second candidate search unit (150). The minimum value | t 0 | of the absolute value | t | of t [see Equation (13) and Equation (14)] obtained correspondingly is determined, and T stored in the memory (20) at this stage is determined. When T = −1 or T> | t 0 |, the value of T stored in the memory (20) is rewritten to | t 0 | and stored. However, if T = −1 or T> | t 0 | does not hold, the value of T stored in the memory (20) at this stage is maintained [step S402 in FIG. 1-2].

[第2実施形態]
以下に、本発明の第2実施形態を上記アルゴリズム例〔図3−1、図3−2参照〕に則して説明する。第2実施形態は、多項式f(x)=e0(x)+Σj=1 najej(x) (aj∈R)と多項式f~(x)=e0(x)+Σj=1 na~jej(x) (a~j∈R)との最小距離を与える多項式f~(x)の算出〔一変数最近実多項式算出〕に係わる。ここでは説明の便宜から、第1実施形態の最小距離の算出に加えて、多項式f~(x)も算出するものとして説明する。
[Second Embodiment]
Below, 2nd Embodiment of this invention is described according to the said algorithm example [refer FIG. 3-1, FIG. 3-2]. In the second embodiment, the polynomial f (x) = e 0 (x) + Σj = 1 n aj e j (x) (a j ∈R) and the polynomial f˜ (x) = e 0 (x) + Σ j = 1 n a ~ j e j (x) This relates to the calculation of polynomial f ~ (x) that gives the minimum distance to (a ~ j ∈ R) [one variable recent real polynomial calculation]. Here, for convenience of explanation, it is assumed that the polynomials f to (x) are calculated in addition to the calculation of the minimum distance of the first embodiment.

第2実施形態に係わる多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出装置のハードウェア構成は、図4に示した多項式間距離算出装置(1)のハードウェア構成と同様であるから、説明を略する。そこで、第2実施形態では、第1実施形態の多項式間距離算出装置(1)を、多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出装置(1)と呼称変更する。   The hardware configuration of the interpolynomial distance calculation and single variable nearest real polynomial calculation apparatus according to the second embodiment is the same as the hardware configuration of the interpolynomial distance calculation apparatus (1) shown in FIG. To do. Therefore, in the second embodiment, the inter-polynomial distance calculation device (1) of the first embodiment is renamed as the inter-polynomial distance calculation / univariate nearest real polynomial calculation device (1).

多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出装置(1)の外部記憶装置(17)〔あるいはROMなど〕には、多項式f~が恒等的に0となる場合について調査するための恒等式調査プログラム、多項式f~について|aj-a~j|=d(f,f~)が全てのjに対して成り立つ場合として区分境界Ckとq(x)の組み合わせ毎に得られる方程式(20)の零点の候補を求めるための第一候補探索プログラム、第一候補探索プログラムによる処理で得られた各候補について対応して得られるt〔式(31)、式(32)参照〕の絶対値|t|で最小のものを決定すると共にこの最小値に対応する多項式を算出するための第一距離・多項式候補決定プログラム、多項式f~について或る番号μでは|aμ-a~μ|<d(f,f~)でありj≠μでは|aj-a~j|=d(f,f~)が成り立つ場合として区分境界Ckとμとpμ(x)の組み合わせ毎に得られる方程式(13)の零点の候補を求めるための第二候補探索プログラム、第二候補探索プログラムによる処理で得られた各候補について対応して得られるt〔式(13)、式(14)参照〕の絶対値|t|で最小のものを決定すると共にこの最小値に対応する多項式を算出するための第二距離・多項式候補決定プログラム、第一候補探索プログラムと第一距離・多項式候補決定プログラムと第二候補探索プログラムと第二距離・多項式候補決定プログラムを区分境界毎に実行せしめて最小距離および多項式f~を出力するための探索制御プログラム、およびこれらのプログラムの処理において必要となるデータなどが記憶されている。その他、これらのプログラムに基づく処理などを制御するための制御プログラムも適宜に保存記憶しておく。 In the external storage device (17) [or ROM, etc.] of the inter-polynomial distance calculation and one-variable recent real polynomial calculation device (1), the identity survey program for investigating the case where the polynomial f ~ is equal to 0 The equation (20) obtained for each combination of the partition boundaries C k and q (x), assuming that | a j -a ~ j | = d (f, f ~) holds for all j. Absolute value of t [see formula (31), formula (32)] obtained corresponding to each candidate obtained by the processing by the first candidate search program and the first candidate search program A first distance / polynomial candidate determination program for determining a minimum value of t | and calculating a polynomial corresponding to the minimum value. For a polynomial f˜, | a μ −a˜ μ | <d (f, f ~) is a j ≠ in μ | a j -a ~ j | = d (f, f ~) classification border as if that is true C k and mu and p mu (x) Second candidate search program for determining a candidate of the zero point of the resulting equation (13) for each combination of, corresponding for each candidate obtained in the process according to the second candidate search program Second distance / polynomial candidate determination program for determining a minimum of absolute values | t | of t [see formulas (13) and (14)] obtained in this way and calculating a polynomial corresponding to the minimum value A search for outputting a minimum distance and a polynomial f˜ by executing the first candidate search program, the first distance / polynomial candidate determination program, the second candidate search program, and the second distance / polynomial candidate determination program for each partition boundary Control programs and data necessary for processing these programs are stored. In addition, a control program for controlling processing based on these programs is also stored and stored as appropriate.

多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出装置(1)では、外部記憶装置(17)〔あるいはROMなど〕に記憶された各プログラムとこの各プログラムの処理に必要なデータが必要に応じてメモリ(20)に読み込まれて、適宜にCPU(14)で解釈実行・処理される。その結果、CPU(14)が所定の機能(恒等式調査部、第一候補探索プログラム部、第一距離・多項式候補決定部、第二候補探索部、第二距離・多項式候補決定部、探索制御部、制御部)を実現する。   In the inter-polynomial distance calculation and one-variable recent real polynomial calculation device (1), each program stored in the external storage device (17) [or ROM, etc.] and data necessary for the processing of each program are stored in memory as necessary. (20) is read and interpreted and executed by the CPU (14) as appropriate. As a result, the CPU (14) has predetermined functions (identity search unit, first candidate search program unit, first distance / polynomial candidate determination unit, second candidate search unit, second distance / polynomial candidate determination unit, search control unit) The control unit).

図3−1、図3−2を参照して、本実施形態における多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出処理について説明する。   With reference to FIGS. 3A and 3B, the inter-polynomial distance calculation and univariate nearest real polynomial calculation processing in the present embodiment will be described.

多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出装置(1)の外部記憶装置(17)には、予め、多項式e0(x),e1(x),e2(x),…,en(x)、有理数〔実代数的数〕a1,a2,…,an、多項式f(x)=e0(x)+Σj=1 najej(x)の零点が存在しない複素領域Dの境界C=∪k=1 Kkにつき、各区分境界Ckの有理式による表示〔各区分境界Ckは、単射γk : Sk → Ckで表示される。〕がデータとして予め記憶されているとする。この点については第1実施形態と同様であり、例えば、これらの情報が入力部(11)から入力されるとしてもよいし、多項式e0(x),e1(x),e2(x),…,en(x)について、多項式そのものを記憶するのではなく、各次数のxの項についてその係数を記憶しておくようにしてもよい。また、数値計算処理および数式処理が、公知技術と同様にして達成されることも既述のとおりである。 In the external storage device (17) of the inter-polynomial distance calculation / univariate recent real polynomial calculation device (1), the polynomials e 0 (x), e 1 (x), e 2 (x) ,. (x), rational numbers [real algebraic numbers] a 1 , a 2 , ..., a n , polynomials f (x) = e 0 (x) + Σ j = 1 n a j e j (x) exists , per boundary C = ∪ k = 1 K C k of the complex domain D without the division boundary C k display [by rational expressions of each segment boundary C k is injective gamma k: is displayed in S k → C k. ] Is previously stored as data. This point is the same as in the first embodiment. For example, these pieces of information may be input from the input unit (11), or the polynomials e 0 (x), e 1 (x), e 2 (x ),..., E n (x), instead of storing the polynomial itself, the coefficients of the terms of x of each order may be stored. Further, as described above, the numerical calculation process and the mathematical expression process are achieved in the same manner as in the known technique.

まず、多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出装置(1)の制御部(290)は、外部記憶装置(17)から多項式e0(x),e1(x),e2(x),…,en(x)、有理数〔実代数的数〕a1,a2,…,an、各区分境界Ckの有理式による表示γkを読み込み、それぞれをメモリ(20)の所定の格納領域に格納しておく。 First, the controller (290) of the inter-polynomial distance calculation / univariate nearest real polynomial calculation device (1) receives the polynomials e 0 (x), e 1 (x), e 2 (x) from the external storage device (17). , ..., e n (x) , rational [real algebraic number] a 1, a 2, ..., a n, a predetermined read the display gamma k by rational expressions of each segment boundary C k, each memory (20) Stored in the storage area.

多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出装置(1)の恒等式調査部(210)は、メモリ(20)から多項式e0(x),e1(x),e2(x),…,en(x)を読み込み、e0(x)+Σj=1 ncjej(x)=0を満たす実数c1,c2,…,cnの存在を判定する。恒等式調査部(210)は、そのような実数c1,c2,…,cnが存在すればT=d(f,0)、P=0に設定してTおよびPをメモリ(20)の所定の格納領域に格納し、このような実数c1,c2,…,cnが存在しない場合は、T=−1、P=−1に設定してTおよびPをメモリ(20)の所定の格納領域に格納する〔図3−1のステップS1a〕。 The identity search unit (210) of the interpolynomial distance calculation and univariate recent real polynomial calculation device (1) reads the polynomials e 0 (x), e 1 (x), e 2 (x),. e n (x) is read, and the existence of real numbers c 1 , c 2 ,..., c n satisfying e 0 (x) + Σj = 1 n cj e j (x) = 0 is determined. The identity checking unit (210) sets T = d (f, 0) and P = 0 when such real numbers c 1 , c 2 ,..., C n exist, and stores T and P in the memory (20). of stored in a predetermined storage area, such real c 1, c 2, ..., if c n is not present, T = -1, the memory (20) the T and P is set to P = -1 [Step S1a in FIG. 3A].

次いで、多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出装置(1)の探索制御部(220)は、未選択の区分境界の有無を判定する〔図3−1のステップS20〕。未選択区分境界が存在しなければメモリ(20)に記憶されているTおよびPを液晶ディスプレイなどに表示する出力処理を行って多項式間距離算出処理を終了する〔図3−1のステップS22a〕。未選択区分境界が存在すれば未選択区分境界から一つ選択して、その情報をメモリ(20)の所定の格納領域に格納する〔図3−1のステップS21〕。
具体例としては、第1実施形態の場合と同様に、探索制御部(220)は、区分境界Ck(k=1,2,…,K)について、k=1からインクリメントしてk=Kまで各処理を行うとすればよい。
また、探索制御部(220)は、ステップS20の処理で未選択区分境界が存在しないと判定されるまで、後述の第一候補探索部(230)、第一距離・多項式候補決定部(240)、第二候補探索部(250)、第二距離・多項式候補決定部(260)の各動作を制御する。
Next, the search control unit (220) of the inter-polynomial distance calculation / univariate nearest real polynomial calculation device (1) determines whether or not there is an unselected section boundary [step S20 in FIG. If there is no unselected section boundary, output processing for displaying T and P stored in the memory (20) on a liquid crystal display or the like is performed, and the inter-polynomial distance calculation processing is terminated [step S22a in FIG. 3-1]. . If there is an unselected partition boundary, one is selected from the unselected partition boundaries and the information is stored in a predetermined storage area of the memory (20) [step S21 in FIG. 3-1].
As a specific example, as in the case of the first embodiment, the search control unit (220) increments the partition boundary C k (k = 1, 2,..., K) from k = 1, and k = K It suffices to carry out each processing until.
Further, the search control unit (220) determines a first candidate search unit (230) and a first distance / polynomial candidate determination unit (240), which will be described later, until it is determined in step S20 that there is no unselected segment boundary. The operations of the second candidate search unit (250) and the second distance / polynomial candidate determination unit (260) are controlled.

次いで、多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出装置(1)の第一候補探索部(230)は、メモリ(20)と協働して、多項式f~について|aj-a~j|=d(f,f~)が全てのjに対して成り立つ場合としてステップS21で選択された区分境界Ckとq(x)の組み合わせ毎に得られる方程式(20)の零点の候補を求め、これら候補をメモリ(20)の所定の格納領域に格納する〔図3−1のステップS301〜S311。但し、ステップS303aを除く。〕。なお、上記アルゴリズムに則する場合では、メモリ(20)に格納される零点の候補は、ステップS21で選択された区分境界Ckに対応するSkに属するsで与えられる。 Next, the first candidate search unit (230) of the inter-polynomial distance calculation / univariate recent real polynomial calculation device (1) cooperates with the memory (20) to obtain the polynomial f˜ | a j −a˜ j |. Assuming that = d (f, f ~) holds for all j, candidates for zeros of the equation (20) obtained for each combination of the segment boundary C k and q (x) selected in step S21 are obtained. These candidates are stored in a predetermined storage area of the memory (20) [Steps S301 to S311 in FIG. However, step S303a is excluded. ]. In the case of conforming to the above algorithm, the zero candidate stored in the memory (20) is given by s belonging to S k corresponding to the segment boundary C k selected in step S21.

次いで、多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出装置(1)の第一距離・多項式候補決定部(240)は、メモリ(20)と協働して、第一候補探索部(230)による一連の処理で得られた各候補について対応して得られるt〔式(31)、式(32)参照〕の絶対値|t|で最小のもの|t0|を決定し、現段階でメモリ(20)に記憶されているTの値がT=−1またはT>|t0|の場合、メモリ(20)に格納されているTの値を|t0|に書き換えて格納する。ただし、T=−1またはT>|t0|が成立しない場合は、現段階でメモリ(20)に記憶されているTの値が維持される。また、第一距離・多項式候補決定部(240)は、Tの値を書き換えた場合、値t0を与えたときのq(x)を用いて式(35)により求めた多項式を多項式Pとして求め、メモリ(20)に格納されている多項式をここで求められた多項式Pに書き換えて格納する。ただし、T=−1またはT>|t0|が成立しない場合は、現段階でメモリ(20)に記憶されている多項式Pが維持される〔図3−1のステップS303a〕。 Next, the first distance / polynomial candidate determination unit (240) of the inter-polynomial distance calculation / univariate nearest real polynomial calculation device (1) operates in cooperation with the memory (20) by the first candidate search unit (230). The minimum value | t 0 | of the absolute value | t | of t [refer to equations (31) and (32)] obtained corresponding to each candidate obtained in the series of processes is determined, and the memory at this stage When the value of T stored in (20) is T = −1 or T> | t 0 |, the value of T stored in the memory (20) is rewritten to | t 0 | and stored. However, if T = −1 or T> | t 0 | does not hold, the value of T stored in the memory (20) at the present stage is maintained. Further, the first distance / polynomial candidate determination unit (240), when rewriting the value of T, uses the polynomial obtained by equation (35) using q (x) when the value t 0 is given as the polynomial P. The polynomial stored in the memory (20) is rewritten to the polynomial P determined here and stored. However, if T = −1 or T> | t 0 | does not hold, the polynomial P stored in the memory (20) at the present stage is maintained [step S303a in FIG. 3-1].

次いで、多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出装置(1)の第二候補探索部(250)は、メモリ(20)と協働して、多項式f~について或る番号μでは|aμ-a~μ|<d(f,f~)でありj≠μでは|aj-a~j|=d(f,f~)が成り立つ場合としてステップS21で選択された区分境界Ckとμとpμ(x)の組み合わせ毎に得られる方程式(13)の零点の候補を求め、これら候補をメモリ(20)の所定の格納領域に格納する〔図3−2のステップS401〜S409。但し、ステップS402aを除く。〕。なお、上記アルゴリズムに則する場合では、メモリ(20)に格納される零点の候補は、ステップS21で選択された区分境界Ckに対応するSkに属するsで与えられる。 Next, the second candidate search unit (250) of the inter-polynomial distance calculation / univariate nearest real polynomial calculation device (1) cooperates with the memory (20) to | a μ for a polynomial f˜ with a certain number μ. -a ~ μ | <d (f , f ~) at is j ≠ mu a | a j -a ~ j | = d (f, f ~) and classification boundary C k selected in step S21 as if the holds The candidates of the zero point of the equation (13) obtained for each combination of μ and p μ (x) are obtained, and these candidates are stored in a predetermined storage area of the memory (20) [Steps S401 to S409 in FIG. 3-2. However, step S402a is excluded. ]. In the case of conforming to the above algorithm, the zero candidate stored in the memory (20) is given by s belonging to S k corresponding to the segment boundary C k selected in step S21.

次いで、多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出装置(1)の第二距離候補決定部(260)は、メモリ(20)と協働して、第二候補探索部(150)による一連の処理で得られた各候補について対応して得られるt〔式(13)、式(14)参照〕の絶対値|t|で最小のもの|t0|を決定し、現段階でメモリ(20)に記憶されているTの値がT=−1またはT>|t0|の場合、メモリ(20)に格納されているTの値を|t0|に書き換えて格納する。ただし、T=−1またはT>|t0|が成立しない場合は、現段階でメモリ(20)に記憶されているTの値が維持される。また、第二距離候補決定部(260)は、Tの値を書き換えた場合、値t0を与えたときのtμ<solution>,0およびpμ,0(x)を用いて式(38)により求めた多項式を多項式Pとして求め、メモリ(20)に格納されている多項式をここで求められた多項式Pに書き換えて格納する。ただし、T=−1またはT>|t0|が成立しない場合は、現段階でメモリ(20)に記憶されている多項式Pが維持される〔図3−2のステップS402a〕。 Next, the second distance candidate determination unit (260) of the inter-polynomial distance calculation / univariate nearest real polynomial calculation device (1) cooperates with the memory (20) to perform a series of operations by the second candidate search unit (150). The minimum value | t 0 | of the absolute value | t | of t [refer to the equations (13) and (14)] obtained corresponding to each candidate obtained by the processing is determined, and the memory (20 When the value of T stored in () is T = −1 or T> | t 0 |, the value of T stored in the memory (20) is rewritten to | t 0 | and stored. However, if T = −1 or T> | t 0 | does not hold, the value of T stored in the memory (20) at the present stage is maintained. Further, when the value of T is rewritten, the second distance candidate determination unit (260) uses the equation (38) using t μ <solution>, 0 and p μ, 0 (x) when the value t 0 is given. ) Is obtained as a polynomial P, and the polynomial stored in the memory (20) is rewritten and stored in the polynomial P obtained here. However, if T = −1 or T> | t 0 | does not hold, the polynomial P stored in the memory (20) at the present stage is maintained [step S402a in FIG. 3-2].

第2実施形態では、最小距離と多項式f~を出力するものとしたが、多項式f~のみを出力するようにすれば、多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出装置(1)は一変数最近実多項式算出装置として動作することになる。   In the second embodiment, the minimum distance and the polynomial f ~ are output. However, if only the polynomial f ~ is output, the inter-polynomial distance calculation and one-variable recent real polynomial calculation apparatus (1) is a single variable. Recently, it will operate as a real polynomial calculator.

本発明である多項式間距離算出装置、多項式間距離算出方法、一変数最近実多項式算出装置、一変数最近実多項式算出方法は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。また、上記実施形態において説明した処理は、記載の順に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されるとしてもよい。   The inter-polynomial distance calculation device, the inter-polynomial distance calculation method, the one-variable nearest real polynomial calculation device, and the one-variable nearest real polynomial calculation method according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and depart from the spirit of the present invention. Changes can be made as appropriate without departing from the scope. In addition, the processing described in the above embodiment may be executed not only in time series according to the order of description but also in parallel or individually as required by the processing capability of the device that executes the processing. .

また、上記実施形態において説明した多項式間距離算出装置、一変数最近実多項式算出装置における処理機能をコンピュータによって実現する場合、多項式間距離算出装置、一変数最近実多項式算出装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記多項式間距離算出装置、一変数最近実多項式算出装置における処理機能がコンピュータ上で実現される。   Further, when the processing function in the interpolynomial distance calculation device and the one-variable recent real polynomial calculation device described in the above embodiment is realized by a computer, the inter-polynomial distance calculation device and the one-variable nearest real polynomial calculation device should have the functions The processing contents are described by a program. By executing this program on a computer, the processing functions of the inter-polynomial distance calculation device and the one-variable recent real polynomial calculation device are realized on the computer.

この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。具体的には、例えば、磁気記録装置として、ハードディスク装置、フレキシブルディスク、磁気テープ等を、光ディスクとして、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM(Random Access Memory)、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)等を、光磁気記録媒体として、MO(Magneto-Optical disc)等を、半導体メモリとしてEEP−ROM(Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory)等を用いることができる。   The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium. As the computer-readable recording medium, for example, any recording medium such as a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory may be used. Specifically, for example, as a magnetic recording device, a hard disk device, a flexible disk, a magnetic tape or the like, and as an optical disk, a DVD (Digital Versatile Disc), a DVD-RAM (Random Access Memory), a CD-ROM (Compact Disc Read Only). Memory), CD-R (Recordable) / RW (ReWritable), etc., magneto-optical recording medium, MO (Magneto-Optical disc), etc., semiconductor memory, EEP-ROM (Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory), etc. Can be used.

また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD−ROM等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。   The program is distributed by selling, transferring, or lending a portable recording medium such as a DVD or CD-ROM in which the program is recorded. Furthermore, the program may be distributed by storing the program in a storage device of the server computer and transferring the program from the server computer to another computer via a network.

このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録媒体に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるASP(Application Service Provider)型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの(コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等)を含むものとする。   A computer that executes such a program first stores, for example, a program recorded on a portable recording medium or a program transferred from a server computer in its storage device. When executing the process, the computer reads a program stored in its own recording medium and executes a process according to the read program. As another execution form of the program, the computer may directly read the program from a portable recording medium and execute processing according to the program, and the program is transferred from the server computer to the computer. Each time, the processing according to the received program may be executed sequentially. Also, the program is not transferred from the server computer to the computer, and the above-described processing is executed by a so-called ASP (Application Service Provider) type service that realizes the processing function only by the execution instruction and result acquisition. It is good. Note that the program in this embodiment includes information that is used for processing by an electronic computer and that conforms to the program (data that is not a direct command to the computer but has a property that defines the processing of the computer).

また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、多項式間距離算出装置、一変数最近実多項式算出装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。   In this embodiment, the inter-polynomial distance calculation device and the one-variable recent real polynomial calculation device are configured by executing a predetermined program on the computer. However, at least a part of these processing contents is hardware. It may be realized as an example.

図1−1および図1−2に示したアルゴリズムに則った最小距離算出の具体的な実施例を説明する。   A specific example of the minimum distance calculation according to the algorithm shown in FIGS. 1-1 and 1-2 will be described.

f(x)=x2+2とし、j=0,1,2に対して、ej(x)=x2-jとする。領域Dをガウス平面上の単位円の周および内部からなる領域とする。領域Dの境界C、つまり単位円の周Cは、C1={1}とC2の和集合とする。但し、C1とC2は式(41)のように表される。

Figure 2009020619
f (x) = x 2 +2, and for j = 0,1,2, e j (x) = x 2−j . Region D is defined as a region composed of the circumference and the inside of a unit circle on the Gaussian plane. The boundary C of the region D, that is, the circumference C of the unit circle is a union of C 1 = {1} and C 2 . However, C 1 and C 2 are expressed as in Expression (41).
Figure 2009020619

このとき、領域Dに零点を持ち多項式fに最も近い多項式f~(x)=e0(x)+a~1e1(x)+a~2e2(x) (a~1,a~2∈R)を求める場合のアルゴリズムの挙動をしめす。 At this time, a polynomial f ~ (x) = e 0 (x) + a ~ 1 e 1 (x) + a ~ 2 e 2 (x) (a ~ 1 , a having a zero in the region D and closest to the polynomial f Let us show the behavior of the algorithm when finding ~ 2 ∈R).

・ステップS1
e0(x)+c1e1(x)+c2e2(x)=0となる実数c1,c2は存在しないので、T=−1とする。
・ Step S1
Since real numbers c 1 and c 2 that satisfy e 0 (x) + c 1 e 1 (x) + c 2 e 2 (x) = 0 do not exist, T = −1.

・ステップS20
未選択区分境界が存在する。ステップS21へ進む。
・ Step S20
An unselected partition boundary exists. Proceed to step S21.

・ステップS21
区分境界C1を選択する。
Step S21
To select a segment boundary C 1.

・ステップS301〜ステップS311
q(x)はx+1とx-1の二通りである。
q(x)=x+1の場合、式(30)は恒等的に成立する。また、条件Re q(γ1(s))≠0は2≠0であるから常に成立する。一方、Im q(γ1(s))≠0は0≠0であるから常に不成立である。式(31)は定数3/2である。式(32)は分母が0となるから考慮しない。従って、sの候補はただ一点、1である。このとき|t|=3/2である。
q(x)=x-1の場合、式(30)は恒等的に成立する。また、条件Re q(γ1(s))≠0は0≠0であるから常に不成立である。一方、Im q(γ1(s))≠0も0≠0であるから常に不成立である。よって、この場合、候補となるsは存在しない。
以上から、全ての候補sに対する|t|の最小値は3/2であり、T=3/2となる。
Step S301 to step S311
q (x) is two ways of x + 1 and x-1.
When q (x) = x + 1, equation (30) is established equally. Further, the condition Re q (γ 1 (s)) ≠ 0 always holds because 2 ≠ 0. On the other hand, Im q (γ 1 (s)) ≠ 0 is not always established because 0 ≠ 0. Equation (31) is a constant 3/2. Equation (32) is not considered because the denominator is zero. Therefore, the candidate for s is only one point and one. At this time, | t | = 3/2.
When q (x) = x−1, equation (30) is established equally. Further, the condition Re q (γ 1 (s)) ≠ 0 is not always satisfied because 0 ≠ 0. On the other hand, since Im q (γ 1 (s)) ≠ 0 is also 0 ≠ 0, it is not always established. Therefore, in this case, there is no candidate s.
From the above, the minimum value of | t | for all candidates s is 3/2, and T = 3/2.

・ステップS401〜ステップS409
μ=1のとき、pμ(x)=1のみである。
μ=2のとき、pμ(x)=xのみである。
いずれの場合も、式(36)の分母が恒等的に0となるから候補はなく、Tの置換は生じない。
Step S401 to step S409
When μ = 1, only p μ (x) = 1.
When μ = 2, only p μ (x) = x.
In any case, there is no candidate because the denominator of equation (36) is zero, and no T substitution occurs.

・ステップS20
未選択区分境界が存在する。ステップS21へ進む。
・ Step S20
An unselected partition boundary exists. Proceed to step S21.

・ステップS21
区分境界C2を選択する。
Step S21
To select a classification boundary C 2.

・ステップS301〜ステップS311
q(x)はx+1とx-1の二通りである。
q(x)=x+1の場合、式(30)は(2s3-6s)/(s2+1)2=0であり、これを条件「2s2/(s2+1)≠0あるいは-2s/(s2+1)≠0」の下で解く。これは、s2-3=0を解くことと同値である。それゆえ、sの候補は、±√3である。このときs=±√3に対して|t|=1である。
q(x)=x-1の場合、式(30)は(-2s3+6s)/(s2+1)2=0であり、これを条件「-2/(s2+1)≠0あるいは-2s/(s2+1)≠0」の下で解く。これは、s2-3=0を解くことと同値である。それゆえ、sの候補は、±√3である。このときs=±√3に対して|t|=1である。
以上から、全ての候補sに対する|t|の最小値は1であり、Tの値は3/2から1に置き換わる。
Step S301 to step S311
q (x) is two ways of x + 1 and x-1.
For q (x) = x + 1, equation (30) (2s 3 -6s) / (s 2 +1) is 2 = 0, which condition "2s 2 / (s 2 +1) ≠ 0 Or solve under -2s / (s 2 +1) ≠ 0 ". This is equivalent to solving s 2 -3 = 0. Therefore, the candidate for s is ± √3. At this time, | t | = 1 for s = ± √3.
When q (x) = x-1, Expression (30) is (-2s 3 + 6s) / (s 2 +1) 2 = 0, and this is the condition “-2 / (s 2 +1) ≠ Solve under 0 or -2 s / (s 2 +1) ≠ 0 ". This is equivalent to solving s 2 -3 = 0. Therefore, the candidate for s is ± √3. At this time, | t | = 1 for s = ± √3.
From the above, the minimum value of | t | for all candidates s is 1, and the value of T is changed from 3/2 to 1.

・ステップS401〜ステップS409
μ=1のとき、pμ(x)=1について調べる。このとき式(36)は1(定数)となり、t1=(-2s2+2)/(s2+1)である。|t1|<1となるsの値が候補となるが、これはs<3あるいは3s>1であるから空集合ではなく|t|=1(定数)である。
μ=2のとき、pμ(x)=xについて調べる。このとき式(36)は(2s2-2)/(s2+1)である。これは定数ではないから、t(γ2(s))をsで微分して8s/(s4+2s2+1)を得る。従って、sの候補は0のみであり、このとき|t|=2となる。
以上から、この場合の|t|の最小値は1である。現段階で保存されているTの値は1であるから、Tの置き換えは生じない。
Step S401 to step S409
When μ = 1, p μ (x) = 1 is examined. At this time, Expression (36) becomes 1 (constant), and t1 = (− 2s 2 +2) / (s 2 +1). The value of s satisfying | t 1 | <1 is a candidate, but since s 2 <3 or 3s 2 > 1, it is not an empty set but | t | = 1 (constant).
When μ = 2, p μ (x) = x is examined. At this time, Expression (36) is (2s 2 −2) / (s 2 +1). Since this is not a constant, t (γ 2 (s)) is differentiated by s to obtain 8s / (s 4 + 2s 2 +1). Therefore, the only candidate for s is 0. At this time, | t | = 2.
From the above, the minimum value of | t | in this case is 1. Since the value of T stored at this stage is 1, no replacement of T occurs.

・ステップS20
未選択区分境界は存在しない。ステップS22へ進む。
・ Step S20
There is no unselected partition boundary. Proceed to step S22.

・ステップS22
Tの値、つまり1を出力して終了する。
Step S22
Outputs the value of T, that is, 1 and ends.

本発明は、例えば、複素領域Dに零点を持たないように多項式の係数を設定したい場合に、係数設定に誤差を伴うことを前提として、誤差付きで設定される多項式が間違いなく複素領域Dに零点を持たないようにするときに、その誤差限界の確定などとして用いることができる。このような場合の一例として、ディジタル信号処理におけるディジタルフィルタ(例えば、IIR〔Infinite Impulse Response〕フィルタ)の設計などに有用である。   In the present invention, for example, when it is desired to set a coefficient of a polynomial so that the complex area D does not have a zero, the polynomial set with an error is definitely in the complex area D on the assumption that the coefficient setting involves an error. When not having a zero, it can be used to determine the error limit. As an example of such a case, it is useful for designing a digital filter (for example, an IIR (Infinite Impulse Response) filter) in digital signal processing.

第1実施形態の多項式間距離算出処理のフローチャート(其の壱)。The flowchart of the distance calculation process between polynomials of 1st Embodiment (the 2). 第1実施形態の多項式間距離算出処理のフローチャート(其の弐)。The flowchart of the distance calculation process between polynomials of 1st Embodiment (the 2). 第1実施形態の多項式間距離算出処理の変形例のフローチャート(其の壱)。The flowchart (the 2) of the modification of the distance calculation process between polynomials of 1st Embodiment. 第1実施形態の多項式間距離算出処理の変形例のフローチャート(其の弐)。The flowchart (the 2) of the modification of the distance calculation process between polynomials of 1st Embodiment. 第2実施形態の多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出処理のフローチャート(其の壱)。The flowchart (the 2) of the distance calculation between polynomials of 2nd Embodiment and the one-variable recent real polynomial calculation process. 第2実施形態の多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出処理のフローチャート(其の弐)。The flowchart (the 2) of the distance calculation between polynomials of 2nd Embodiment and the one-variable recent real polynomial calculation process. 多項式間距離算出装置(1)のハードウェア構成を例示した構成ブロック図。The block diagram which illustrated the hardware constitutions of the distance calculation apparatus (1) between polynomials. 多項式間距離算出処理の処理機能を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the processing function of the distance calculation process between polynomials. 多項式間距離算出兼一変数最近実多項式算出処理の処理機能を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the processing function of the distance calculation between polynomials, and the one-variable recent real polynomial calculation process.

符号の説明Explanation of symbols

1 多項式間距離算出装置
110 常等式調査部
120 探索制御部
130 第1候補探索部
140 第1距離候補決定部
150 第2候補探索部
160 第2距離候補決定部
210 常等式調査部
220 探索制御部
230 第1候補探索部
240 第1距離・多項式候補決定部
250 第2候補探索部
260 第2距離・多項式候補決定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Interpolynomial distance calculation apparatus 110 An equality type | formula search part 120 Search control part 130 1st candidate search part 140 1st distance candidate determination part 150 2nd candidate search part 160 2nd distance candidate determination part 210 An equality type | formula search part 220 Search Control unit 230 First candidate search unit 240 First distance / polynomial candidate determination unit 250 Second candidate search unit 260 Second distance / polynomial candidate determination unit

Claims (20)

実数全体の集合をRとし、a1,a2,…,anをそれぞれ予め与えられた実数とし、e0(x),e1(x),…,en(x)をそれぞれ予め与えられた一変数実多項式とし、一変数実多項式
Figure 2009020619
が複素数全体の集合内の有界で閉な領域Dに零点を持たないとして、一変数実多項式の集合
Figure 2009020619
のうち、上記領域Dに零点を持ち、かつ、上記一変数実多項式f(x)に最も近い一変数実多項式f~(x)について、上記一変数実多項式f(x)と上記一変数実多項式f~(x)との距離をl-ノルムとして算出する多項式間距離算出装置であり、
上記a1,a2,…,anと、上記e0(x),e1(x),…,en(x)と、上記領域Dの境界を構成する有理式で表される有限個の区分境界C1,C2,…,CKとを記憶する記憶手段と、
各上記区分境界Ck〔但し、k=1,2,…,K〕と集合{Σj=1 n±ej(x)}に属する多項式q(x)との組み合わせ毎に得られる第一方程式f(x)+tq(x)=0の零点xの候補を求める第一候補探索手段と、
上記第一候補探索手段によって得られた各上記候補に対応して得られる、上記第一方程式のtの絶対値|t|のうち、最小のものを求める第一距離候補決定手段と、
各上記区分境界Ckと集合{1,2,…,n}に属する整数μと集合{Σ1≦j≦n,j≠μ±ej(x)}に属する多項式pμ(x)との組み合わせ毎に得られる第二方程式f(x)+tμeμ(x)+τpμ(x)=0の零点xの候補を求める第二候補探索手段と、
上記第二候補探索手段によって得られた各上記候補に対応して得られる、上記第二方程式のτの絶対値|τ|のうち、最小のものを求める第二距離候補決定手段と、
上記第一距離候補決定手段と上記第二距離候補決定手段によって得られた値のうち最小のものを出力する最小距離出力手段と
を備えた多項式間距離算出装置。
The set of all real numbers and R, a 1, a 2, ..., a real number given in advance respectively a n, e 0 (x) , e 1 (x), ..., given in advance e n a (x), respectively Univariate real polynomial
Figure 2009020619
A set of univariate real polynomials, assuming that the bounded and closed region D in the set of complex numbers has no zeros
Figure 2009020619
Among the one-variable real polynomials f to (x) having zeros in the region D and closest to the one-variable real polynomial f (x), the one-variable real polynomial f (x) and the one-variable real variable An inter-polynomial distance calculation device that calculates the distance from the polynomial f ~ (x) as l -norm,
Said a 1, a 2, ..., finite and a n, the e 0 (x), e 1 where (x), ..., and e n (x), is represented by a rational expression constituting the boundary of the region D Storage means for storing the segment boundaries C 1 , C 2 ,..., C K ;
Each said segment boundary C k [where, k = 1,2, ..., K] and the set {Σ j = 1 n ± e j (x)} polynomial q (x) and the first obtained for each combination of belonging to First candidate search means for finding candidates for zero point x of equation f (x) + tq (x) = 0;
First distance candidate determining means for obtaining the smallest one of the absolute values | t | of t of the first equation obtained corresponding to each of the candidates obtained by the first candidate searching means;
Each of the partition boundaries C k , an integer μ belonging to the set {1, 2,..., N}, and a polynomial p μ (x) belonging to the set {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ ± e j (x)} Second candidate search means for obtaining candidates for a zero point x of the second equation f (x) + t μ e μ (x) + τp μ (x) = 0 obtained for each combination of
Second distance candidate determining means for obtaining a minimum one of absolute values | τ | of τ of the second equation obtained corresponding to each of the candidates obtained by the second candidate searching means;
An inter-polynomial distance calculation device comprising: a first distance candidate determination unit; and a minimum distance output unit that outputs a minimum value among the values obtained by the second distance candidate determination unit.
多項式
Figure 2009020619
が恒等的に0となる実数c1,c2,…,cnが存在するか否かを判定し、存在する場合には上記一変数実多項式f(x)と恒等的に0の多項式との距離を求める恒等式調査手段を備え、
上記最小距離出力手段に代えて、
上記第一距離候補決定手段と上記第二距離候補決定手段によって得られた値および上記恒等式調査手段によって得られた距離のうち最小のものを求めて出力する第二最小距離出力手段を備えた
ことを特徴とする請求項1に記載の多項式間距離算出装置。
Polynomial
Figure 2009020619
It is determined whether or not there exist real numbers c 1 , c 2 ,..., C n that are equal to 0, and if they exist, they are equal to 0 with the above-described univariate real polynomial f (x). Equipped with an identity survey means to find the distance to the polynomial,
Instead of the minimum distance output means,
A second minimum distance output means for obtaining and outputting the minimum value among the values obtained by the first distance candidate determination means and the second distance candidate determination means and the distance obtained by the identity search means; The inter-polynomial distance calculation device according to claim 1, wherein:
上記集合{Σj=1 n±ej(x)}の部分集合XΩを、上記集合{Σj=1 n±ej(x)}に属する任意の二つの多項式M1,M2につきM1=-M2なる関係があるときいずれか一方を元とする集合として、
上記第一候補探索手段は、
上記組み合わせを、
各上記区分境界Ckと上記部分集合XΩに属する多項式q(x)との組み合わせ
とする
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の多項式間距離算出装置。
The subset X Omega above the set {Σ j = 1 n ± e j (x)}, per the set {Σ j = 1 n ± e j (x)} any two polynomials M 1 belonging to, M 2 When there is a relationship M 1 = -M 2 ,
The first candidate search means includes:
The above combination
Each said segment boundary C k polynomial distance calculation device according to claim 1, claim 2, characterized in that the combination of the polynomial q (x) belonging to the subset X Omega.
上記集合{Σ1≦j≦n,j≠μ±ej(x)}の部分集合Yμを、上記集合{Σ1≦j≦n,j≠μ±ej(x)}に属する任意の二つの多項式P1,P2につきP1=-P2なる関係があるときいずれか一方を元とする集合として、
上記第二候補探索手段は、
上記組み合わせを、
各上記区分境界Ckと、集合{1,2,…,n}に属する整数μと、上記部分集合Yμに属する多項式pμ(x)との組み合わせ
とする
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の多項式間距離算出装置。
Any belonging to the set a subset Y mu of {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ ± e j (x)}, the set {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ ± e j (x)} When there is a relationship P 1 = −P 2 for the two polynomials P 1 and P 2 of
The second candidate search means includes:
The above combination
2. A combination of each of the partition boundaries C k , an integer μ belonging to the set {1, 2,..., N} and a polynomial p μ (x) belonging to the subset Y μ. The interpolynomial distance calculation apparatus according to claim 3.
各上記区分境界Ckが、実数上の集合Skに対する単射γk(s)〔但しs∈Sk〕で与えられ、複素数の実部と虚部をそれぞれRe、Imで表すとして、
上記第一候補探索手段は、
上記第一方程式f(x)+tq(x)=0の区分境界Ck上の零点xの候補を、
Figure 2009020619
の解sとして得る
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の多項式間距離算出装置。
Each of the partition boundaries C k is given by a bijection γ k (s) [where s∈S k ] for a set S k on a real number, and the real part and imaginary part of a complex number are represented by Re and Im, respectively.
The first candidate search means includes:
The candidate of the zero point x on the partition boundary C k of the first equation f (x) + tq (x) = 0 is
Figure 2009020619
The inter-polynomial distance calculation apparatus according to claim 1, wherein the polynomial distance is obtained as a solution s.
各上記区分境界Ckが、実数上の集合Skに対する単射γk(s)〔但しs∈Sk〕で与えられ、複素数の実部と虚部をそれぞれRe、Imで表すとして、
上記第二候補探索手段は、
上記第二方程式f(x)+tμeμ(x)+τpμ(x)=0の区分境界Ck上の零点xの候補を、
Figure 2009020619
が最小となる条件を満足するsとして得る
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の多項式間距離算出装置。
Each of the partition boundaries C k is given by a bijection γ k (s) [where s∈S k ] for a set S k on a real number, and the real part and imaginary part of a complex number are represented by Re and Im, respectively.
The second candidate search means includes:
The candidate of the zero point x on the partition boundary C k of the second equation f (x) + t μ e μ (x) + τp μ (x) = 0 is
Figure 2009020619
The inter-polynomial distance calculation device according to claim 1, wherein s is obtained as s satisfying a condition that minimizes.
実数全体の集合をRとし、a1,a2,…,anをそれぞれ予め与えられた実数とし、e0(x),e1(x),…,en(x)をそれぞれ予め与えられた一変数実多項式とし、一変数実多項式
Figure 2009020619
が複素数全体の集合内の有界で閉な領域Dに零点を持たないとして、一変数実多項式の集合
Figure 2009020619
のうち、上記領域Dに零点を持ち、かつ、上記一変数実多項式f(x)に最も近い一変数実多項式f~(x)について、上記一変数実多項式f(x)と上記一変数実多項式f~(x)との距離をl-ノルムとして算出する多項式間距離算出方法であり、
記憶手段には、上記a1,a2,…,anと、上記e0(x),e1(x),…,en(x)と、上記領域Dの境界を構成する有理式で表される有限個の区分境界C1,C2,…,CKとが記憶され、
第一候補探索手段が、各上記区分境界Ck〔但し、k=1,2,…,K〕と集合{Σj=1 n±ej(x)}に属する多項式q(x)との組み合わせ毎に得られる第一方程式f(x)+tq(x)=0の零点xの候補を求める第一候補探索ステップと、
第一距離候補決定手段が、上記第一候補探索ステップにおいて得られた各上記候補に対応して得られる、上記第一方程式のtの絶対値|t|のうち、最小のものを求める第一距離候補決定ステップと、
第二候補探索手段が、各上記区分境界Ckと集合{1,2,…,n}に属する整数μと集合{Σ1≦j≦n,j≠μ±ej(x)}に属する多項式pμ(x)との組み合わせ毎に得られる第二方程式f(x)+tμeμ(x)+τpμ(x)=0の零点xの候補を求める第二候補探索ステップと、
第二距離候補決定手段が、上記第二候補探索ステップにおいて得られた各上記候補に対応して得られる、上記第二方程式のτの絶対値|τ|のうち、最小のものを求める第二距離候補決定ステップと、
最小距離出力手段が、上記第一距離候補決定ステップと上記第二距離候補決定ステップにおいて得られた値のうち最小のものを出力する最小距離出力ステップと
を有する多項式間距離算出方法。
The set of all real numbers and R, a 1, a 2, ..., a real number given in advance respectively a n, e 0 (x) , e 1 (x), ..., given in advance e n a (x), respectively Univariate real polynomial
Figure 2009020619
A set of univariate real polynomials, assuming that the bounded and closed region D in the set of complex numbers has no zeros
Figure 2009020619
Among the one-variable real polynomials f to (x) having zeros in the region D and closest to the one-variable real polynomial f (x), the one-variable real polynomial f (x) and the one-variable real A distance calculation method between polynomials that calculates the distance from the polynomial f ~ (x) as l -norm,
The storage unit, the a 1, a 2, ..., and a n, the e 0 (x), e 1 (x), ..., e n a (x), rational expression constituting the boundary of the region D , A finite number of segment boundaries C 1 , C 2 ,..., C K represented by
Is first candidate search means, each said segment boundary C k [where, k = 1, 2, ..., K] and the set {Σ j = 1 n ± e j (x)} belonging polynomial q (x) and the A first candidate search step for obtaining a candidate of a zero point x of the first equation f (x) + tq (x) = 0 obtained for each combination;
The first distance candidate determining means obtains the smallest one of the absolute values | t | of t of the first equation obtained corresponding to each of the candidates obtained in the first candidate searching step. A distance candidate determination step;
The second candidate searching means belongs to each of the above-described partition boundaries C k and the integer μ belonging to the set {1, 2,..., N} and the set {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ ± e j (x)}. A second candidate search step for obtaining candidates for a zero point x of the second equation f (x) + t μ e μ (x) + τp μ (x) = 0 obtained for each combination with the polynomial p μ (x);
The second distance candidate determining means obtains the smallest one of the absolute values | τ | of the second equation obtained corresponding to the candidates obtained in the second candidate searching step. A distance candidate determination step;
A distance calculation method between polynomials, wherein the minimum distance output means includes a minimum distance output step for outputting a minimum value among the values obtained in the first distance candidate determination step and the second distance candidate determination step.
恒等式調査手段が、恒等式
Figure 2009020619
が恒等的に0となる実数c1,c2,…,cnが存在するか否かを判定し、存在する場合には上記一変数実多項式f(x)と恒等的に0の多項式との距離を求める恒等式調査ステップを有し、
上記最小距離出力ステップに代えて、
第二最小距離出力手段が、上記第一距離候補決定ステップと上記第二距離候補決定ステップにおいて得られた値および上記恒等式調査ステップにおいて得られた距離のうち最小のものを求めて出力する第二最小距離出力ステップを有する
ことを特徴とする請求項7に記載の多項式間距離算出方法。
The identity survey means is the identity
Figure 2009020619
It is determined whether or not there exist real numbers c 1 , c 2 ,..., C n that are equal to 0, and if they exist, they are equal to 0 with the above-described univariate real polynomial f (x). An identity search step to find the distance to the polynomial,
Instead of the minimum distance output step,
A second minimum distance output means obtains and outputs the smallest one of the values obtained in the first distance candidate determination step and the second distance candidate determination step and the distance obtained in the identity search step. 8. The interpolynomial distance calculation method according to claim 7, further comprising a minimum distance output step.
実数全体の集合をRとし、a1,a2,…,anをそれぞれ予め与えられた実数とし、e0(x),e1(x),…,en(x)をそれぞれ予め与えられた一変数実多項式とし、一変数実多項式
Figure 2009020619
が複素数全体の集合内の有界で閉な領域Dに零点を持たないとして、一変数実多項式の集合
Figure 2009020619
のうち、上記領域Dに零点を持ち、かつ、上記一変数実多項式f(x)に最も近い一変数実多項式f~(x)を算出する一変数最近実多項式算出装置であり、
上記a1,a2,…,anと、上記e0(x),e1(x),…,en(x)と、上記領域Dの境界を構成する有理式で表される有限個の区分境界C1,C2,…,CKとを記憶する記憶手段と、
各上記区分境界Ck〔但し、k=1,2,…,K〕と集合{Σj=1 n±ej(x)}に属する多項式q(x)との組み合わせ毎に得られる第一方程式f(x)+tq(x)=0の零点xの候補を求める第一候補探索手段と、
上記第一候補探索手段によって得られた各上記候補に対応して得られる、上記第一方程式のtの絶対値|t|のうち、最小のものを求めると共にこの最小値に対応する多項式を算出する第一多項式候補決定手段と、
各上記区分境界Ckと集合{1,2,…,n}に属する整数μと集合{Σ1≦j≦n,j≠μ±ej(x)}に属する多項式pμ(x)との組み合わせ毎に得られる第二方程式f(x)+tμeμ(x)+τpμ(x)=0の零点xの候補を求める第二候補探索手段と、
上記第二候補探索手段によって得られた各上記候補に対応して得られる、上記第二方程式のτの絶対値|τ|のうち、最小のものを求めると共にこの最小値に対応する多項式を算出する第二多項式候補決定手段と、
上記第一多項式候補決定手段と上記第二多項式候補決定手段によって得られた値のうち最小のものを求めて、この最小値に対応する多項式を出力する多項式出力手段と
を備えた一変数最近実多項式算出装置。
The set of all real numbers and R, a 1, a 2, ..., a real number given in advance respectively a n, e 0 (x) , e 1 (x), ..., given in advance e n a (x), respectively Univariate real polynomial
Figure 2009020619
A set of univariate real polynomials, assuming that the bounded and closed region D in the set of complex numbers has no zeros
Figure 2009020619
Is a one-variable recent real polynomial calculation device that calculates a one-variable real polynomial f to (x) having a zero in the region D and closest to the one-variable real polynomial f (x),
Said a 1, a 2, ..., finite and a n, the e 0 (x), e 1 where (x), ..., and e n (x), is represented by a rational expression constituting the boundary of the region D Storage means for storing the segment boundaries C 1 , C 2 ,..., C K ;
The first obtained for each combination of each of the above-described partitioned boundaries C k [k = 1, 2,..., K] and the polynomial q (x) belonging to the set {Σ j = 1 n ± e j (x)}. First candidate search means for finding candidates for zero point x of equation f (x) + tq (x) = 0;
Among the absolute values | t | of the first equation obtained corresponding to each of the candidates obtained by the first candidate search means, the smallest one is obtained and the polynomial corresponding to the minimum value is calculated. First polynomial candidate determination means for
Each of the partition boundaries C k , an integer μ belonging to the set {1, 2,..., N}, and a polynomial p μ (x) belonging to the set {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ ± e j (x)} Second candidate search means for obtaining candidates for a zero point x of the second equation f (x) + t μ e μ (x) + τp μ (x) = 0 obtained for each combination of
Of the absolute values | τ | of the second equation obtained corresponding to the candidates obtained by the second candidate search means, the smallest one is obtained and the polynomial corresponding to the minimum value is calculated. Second polynomial candidate determination means for
A polynomial output means for obtaining a minimum one of the values obtained by the first polynomial candidate determination means and the second polynomial candidate determination means and outputting a polynomial corresponding to the minimum value; Univariate nearest real polynomial calculator.
多項式
Figure 2009020619
が恒等的に0となる実数c1,c2,…,cnが存在するか否かを判定し、存在する場合には上記一変数実多項式f(x)と恒等的に0の多項式との距離を求める恒等式調査手段を備え、
上記多項式出力手段に代えて、
上記第一多項式候補決定手段と上記第二多項式候補決定手段によって得られた値および上記恒等式調査手段によって得られた距離のうち最小のものを求めて、この最小値に対応する多項式を出力する第二多項式出力手段を備えた
ことを特徴とする請求項9に記載の一変数最近実多項式算出装置。
Polynomial
Figure 2009020619
It is determined whether or not there exist real numbers c 1 , c 2 ,..., C n that are equal to 0, and if they exist, they are equal to 0 with the above-described univariate real polynomial f (x). Equipped with an identity survey means to find the distance to the polynomial,
Instead of the polynomial output means,
A polynomial corresponding to the minimum value is obtained by obtaining a minimum one of the values obtained by the first polynomial candidate determining means and the second polynomial candidate determining means and the distance obtained by the identity examining means. 10. The one-variable nearest real polynomial calculation device according to claim 9, further comprising second polynomial output means for outputting.
上記集合{Σj=1 n±ej(x)}の部分集合XΩを、上記集合{Σj=1 n±ej(x)}に属する任意の二つの多項式M1,M2につきM1=-M2なる関係があるときいずれか一方を元とする集合として、
上記第一候補探索手段は、
上記組み合わせを、
各上記区分境界Ckと上記部分集合XΩに属する多項式q(x)との組み合わせ
とする
ことを特徴とする請求項9または請求項10に記載の一変数最近実多項式算出装置。
The subset X Omega above the set {Σ j = 1 n ± e j (x)}, per the set {Σ j = 1 n ± e j (x)} any two polynomials M 1 belonging to, M 2 When there is a relationship M 1 = -M 2 ,
The first candidate search means includes:
The above combination
The univariate nearest real polynomial calculation device according to claim 9 or 10, wherein each of the partition boundaries C k is a combination of a polynomial q (x) belonging to the subset .
上記集合{Σ1≦j≦n,j≠μ±ej(x)}の部分集合Xμを、上記集合{Σ1≦j≦n,j≠μ±ej(x)}に属する任意の二つの多項式P1,P2につきP1=-P2なる関係があるときいずれか一方を元とする集合として、
上記第二候補探索手段は、
上記組み合わせを、
各上記区分境界Ckと、集合{1,2,…,n}に属する整数μと、上記部分集合Xμに属する多項式pμ(x)との組み合わせ
とする
ことを特徴とする請求項9から請求項11のいずれかに記載の一変数最近実多項式算出装置。
Any belonging to the set a subset X mu of {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ ± e j (x)}, the set {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ ± e j (x)} When there is a relationship P 1 = −P 2 for the two polynomials P 1 and P 2 of
The second candidate search means includes:
The above combination
10. A combination of each of the partition boundaries C k , an integer μ belonging to the set {1, 2,..., N} and a polynomial p μ (x) belonging to the subset X μ. The univariate nearest real polynomial calculation device according to claim 11.
各上記区分境界Ckが、実数上の集合Skに対する単射γk(s)〔但しs∈Sk〕で与えられ、複素数の実部と虚部をそれぞれRe、Imで表すとして、
上記第一候補探索手段は、
上記第一方程式f(x)+tq(x)=0の区分境界Ck上の零点xの候補を、
Figure 2009020619
の解sとして得る
ことを特徴とする請求項9から請求項12のいずれかに記載の一変数最近実多項式算出装置。
Each of the partition boundaries C k is given by a bijection γ k (s) [where s∈S k ] for a set S k on a real number, and the real part and imaginary part of a complex number are represented by Re and Im, respectively.
The first candidate search means includes:
The candidate of the first equation f (x) + tq (x ) = 0 Segment boundaries C k zeros on x,
Figure 2009020619
The single-variable nearest real polynomial calculation device according to claim 9, which is obtained as a solution s of
各上記区分境界Ckが、実数上の集合Skに対する単射γk(s)〔但しs∈Sk〕で与えられ、複素数の実部と虚部をそれぞれRe、Imで表すとして、
上記第二候補探索手段は、
上記第二方程式f(x)+tμeμ(x)+τpμ(x)=0の区分境界Ck上の零点xの候補を、
Figure 2009020619
が最小となる条件を満足するsとして得る
ことを特徴とする請求項9から請求項13のいずれかに記載の一変数最近実多項式算出装置。
Each of the partition boundaries C k is given by a bijection γ k (s) [where s∈S k ] for a set S k on a real number, and the real part and imaginary part of a complex number are represented by Re and Im, respectively.
The second candidate search means includes:
The candidate of the zero point x on the partition boundary C k of the second equation f (x) + t μ e μ (x) + τp μ (x) = 0 is
Figure 2009020619
14. The univariate nearest real polynomial calculation device according to claim 9, wherein s satisfies the condition that satisfies the minimum value.
実数全体の集合をRとし、a1,a2,…,anをそれぞれ予め与えられた実数とし、e0(x),e1(x),…,en(x)をそれぞれ予め与えられた一変数実多項式とし、一変数実多項式
Figure 2009020619
が複素数全体の集合内の有界で閉な領域Dに零点を持たないとして、一変数実多項式の集合
Figure 2009020619
のうち、上記領域Dに零点を持ち、かつ、上記一変数実多項式f(x)に最も近い一変数実多項式f~(x)を算出する一変数最近実多項式算出方法であり、
記憶手段には、上記a1,a2,…,anと、上記e0(x),e1(x),…,en(x)と、上記領域Dの境界を構成する有理式で表される有限個の区分境界C1,C2,…,CKとが記憶され、
第一候補探索手段が、各上記区分境界Ck〔但し、k=1,2,…,K〕と集合{Σj=1 n±ej(x)}に属する多項式q(x)との組み合わせ毎に得られる第一方程式f(x)+tq(x)=0の零点xの候補を求める第一候補探索ステップと、
第一多項式候補決定手段が、上記第一候補探索ステップにおいて得られた各上記候補に対応して得られる、上記第一方程式のtの絶対値|t|のうち、最小のものを求めると共にこの最小値に対応する多項式を算出する第一多項式候補決定ステップと、
第二候補探索手段が、各上記区分境界Ckと集合{1,2,…,n}に属する整数μと集合{Σ1≦j≦n,j≠μ±ej(x)}に属する多項式pμ(x)との組み合わせ毎に得られる第二方程式f(x)+tμeμ(x)+τpμ(x)=0の零点xの候補を求める第二候補探索ステップと、
第二多項式候補決定手段が、上記第二候補探索ステップにおいて得られた各上記候補に対応して得られる、上記第二方程式のτの絶対値|τ|のうち、最小のものを求めると共にこの最小値に対応する多項式を算出する第二多項式候補決定ステップと、
多項式出力手段が、上記第一多項式候補決定ステップと上記第二多項式候補決定ステップにおいて得られた値のうち最小のものを求めて、この最小値に対応する多項式を出力する多項式出力ステップと
を有する一変数最近実多項式算出方法。
The set of all real numbers and R, a 1, a 2, ..., a real number given in advance respectively a n, e 0 (x) , e 1 (x), ..., given in advance e n (x) is respectively Univariate real polynomial
Figure 2009020619
A set of univariate real polynomials, assuming that the bounded and closed region D in the set of complex numbers has no zeros
Figure 2009020619
Is a one-variable recent real polynomial calculation method for calculating a one-variable real polynomial f to (x) having a zero in the region D and closest to the one-variable real polynomial f (x),
The storage unit, the a 1, a 2, ..., and a n, the e 0 (x), e 1 (x), ..., e n a (x), rational expression constituting the boundary of the region D , A finite number of segment boundaries C 1 , C 2 ,..., C K represented by
The first candidate search means determines whether each of the partition boundaries C k [k = 1, 2,..., K] and the polynomial q (x) belonging to the set {Σ j = 1 n ± e j (x)} A first candidate search step for obtaining a candidate of a zero point x of the first equation f (x) + tq (x) = 0 obtained for each combination;
The first polynomial candidate determination means obtains the smallest one of the absolute values | t | of the first equation obtained corresponding to each of the candidates obtained in the first candidate search step. And a first polynomial candidate determination step for calculating a polynomial corresponding to the minimum value,
The second candidate searching means belongs to each of the above-described partition boundaries C k and the integer μ belonging to the set {1, 2,..., N} and the set {Σ 1 ≦ j ≦ n, j ≠ μ ± e j (x)}. A second candidate search step for obtaining candidates for a zero point x of the second equation f (x) + t μ e μ (x) + τp μ (x) = 0 obtained for each combination with the polynomial p μ (x);
The second polynomial candidate determination means obtains the minimum one of the absolute values | τ | of the second equation obtained corresponding to the candidates obtained in the second candidate search step. And a second polynomial candidate determination step for calculating a polynomial corresponding to the minimum value,
Polynomial output, wherein the polynomial output means obtains the minimum value among the values obtained in the first polynomial candidate determination step and the second polynomial candidate determination step, and outputs a polynomial corresponding to the minimum value And a univariate nearest real polynomial calculation method.
恒等式調査手段が、恒等式
Figure 2009020619
が恒等的に0となる実数c1,c2,…,cnが存在するか否かを判定し、存在する場合には上記一変数実多項式f(x)と恒等的に0の多項式との距離を求める恒等式調査ステップを有し、
上記多項式出力ステップに代えて、
第二多項式出力手段が、上記第一多項式候補決定ステップと上記第二多項式候補決定ステップにおいて得られた値および上記恒等式調査ステップにおいて得られた距離のうち最小のものを求めて、この最小値に対応する多項式を出力する第二多項式出力ステップを有する
ことを特徴とする請求項15に記載の一変数最近実多項式算出方法。
The identity survey means is the identity
Figure 2009020619
It is determined whether or not there exist real numbers c 1 , c 2 ,..., C n that are equal to 0, and if they exist, they are equal to 0 with the above-described univariate real polynomial f (x). An identity search step to find the distance to the polynomial,
Instead of the above polynomial output step,
The second polynomial output means obtains the smallest one of the values obtained in the first polynomial candidate determination step and the second polynomial candidate determination step and the distance obtained in the identity search step. The method according to claim 15, further comprising a second polynomial output step of outputting a polynomial corresponding to the minimum value.
請求項1から請求項6のいずれかに記載された多項式間距離算出装置としてコンピュータを機能させるための多項式間距離算出プログラム。       An inter-polynomial distance calculation program for causing a computer to function as the inter-polynomial distance calculation device according to any one of claims 1 to 6. 請求項17に記載の多項式間距離算出プログラムを記録した、コンピュータに読み取り可能な記録媒体。       A computer-readable recording medium on which the inter-polynomial distance calculation program according to claim 17 is recorded. 請求項9から請求項14のいずれかに記載された一変数最近実多項式算出装置としてコンピュータを機能させるための一変数最近実多項式算出プログラム。       A univariate nearest real polynomial calculation program for causing a computer to function as the univariate nearest real polynomial calculation device according to any one of claims 9 to 14. 請求項19に記載の一変数最近実多項式算出プログラムを記録した、コンピュータに読み取り可能な記録媒体。       A computer-readable recording medium on which the one-variable recent real polynomial calculation program according to claim 19 is recorded.
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