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标准高斯矩阵乘积的所有特征值均为实数的概率

数学物理 2015-08-27 v2 math.MP

摘要

对于独立的N×NN \times N标准高斯随机矩阵{Xi}\{X_i\},矩阵乘积Pm=XmXm1X1P_m = X_m X_{m-1} \cdots X_1的所有特征值均为实数的概率pN,NPmp_{N,N}^{P_m}可以用一个N/2×N/2N/2 \times N/2NN为偶数)或(N+1)/2×(N+1)/2(N+1)/2 \times (N+1)/2NN为奇数)的行列式表示。该行列式的元素是特定的 Meijer GG函数。在m=2m=2的情况下,高精度计算表明这些元素是π2\pi^2的有理倍数,分母为 2 的幂,并且在NN的主导阶下,pN,NPmp_{N,N}^{P_m}(π/4)N2/2(\pi/4)^{N^2/2}的速度衰减。我们能够证明,对于一般的mm和大NNpN,NPmbmN2p_{N,N}^{P_m} \sim b_m^{N^2},其中bmb_m是显式的。本文还给出了当mm \to \inftypN,NPm1p_{N,N}^{P_m} \to 1的解析证明。

关键词

引用

@article{arxiv.1309.7736,
  title  = {Probability of all eigenvalues real for products of standard Gaussian matrices},
  author = {Peter J. Forrester},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1309.7736},
  year   = {2015}
}

备注

15 pages; in version 2, $p_{N,N}^{P_m} \to 1$ as $m \to \infty$ is shown for general $N$, not just $N=2$ as in version 1