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グレブナー基底を
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ロマンティック数学ナイト 12/24
グ?
グレブナー基底 とは?
= 様々な 多項式 の 計算 に
使える、数学の概念
挙手
グレブナー基底って
知ってる?
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ポン酢 とは?
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定義、言える?
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考察
■グレブナー基底=定義は知らないけど、
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グレブナー基底
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目的
グレブナー基底の厳密な定義
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キーワード
嘘
キーワード
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赤い服に白い袋を持ったヒゲ
面の男が、何者かに殺害され
た。
容疑者は3人
■ 新井さん
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容疑者は3人 (個人情報保護)
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■ Bさん
■ Cさん
容疑者の証言
■ A「Bは嘘つきだ」
■ B「Cは犯人でない」
■ C「AかBが犯人だ」
犯人は誰か?
※ただし、嘘をついている
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容疑者の証言 (嘘=犯人)
■ A「Bは嘘つきだ」
■ B「Cは犯人でない」
■ C「AかBが犯人だ」
挙手
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グレブナー基底で
嘘を見抜く
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■ Aさん→ 𝑥
■ Bさん→ 𝑦
■ Cさん→ 𝑧
真偽をゼロイチ に
■ A=正直⇔ 𝑥 = 0、A=嘘 ⇔ 𝑥 = 1
■ B=正直⇔ 𝑦 = 0、B=嘘 ⇔ 𝑦 = 1
■ C=正直⇔	𝑧 = 0、C=嘘 ⇔ 𝑧 = 1
証言を多項式化
A「Bは嘘つき」
⇔ 𝑥 + 𝑦 − 1 = 0
なぜなら、
𝑥 + 𝑦 − 1 = 0 の時、
𝑥 = 0 (A:正直) ⇒ 𝑦 = 1 (B:嘘)
𝑥 = 1 (A:嘘) ⇒ 𝑦 = 0 (B:正直)
証言を多項式化
A「Bは嘘つき」
⇔ 𝑥 + 𝑦 − 1 = 0
証言を多項式化
B「Cは正直」
⇔ 𝑦 − 𝑧 = 0
証言を多項式化
C「AかBは嘘つき」
⇔ 𝑧 − (1 − 𝑥)(1 − 𝑦) = 0
証言の連立方程式
,
𝑥 + 𝑦 − 1	= 0
𝑦 − 𝑧	= 0
𝑧 − 1 − 𝑥 1 − 𝑦 	= 0
どう解くか?
でも手でやるのは
めんどくさい
グレブナー基底を
使えば、
連立方程式 が
自動的に解ける
証言の多項式の
グレブナー基底を計算
< 𝑥 + 𝑦 − 1, 𝑦 − 𝑧, 𝑧 − (1 − 𝑥)(1 − 𝑦) >
⇓
{𝑥 + 𝑧 − 1, 𝑦 − 𝑧, 𝑧2
}
連立方程式の書き換え
⟹	5
𝑥 + 𝑧 − 1	= 0
𝑦 − 𝑧	= 0
𝑧2
	= 0
5
𝑥 + 𝑦 − 1 = 0
𝑦 − 𝑧	= 0
𝑧 − (1 − 𝑥)(1 − 𝑦) = 0
元の連立方程式 グレブナー基底
連立方程式の書き換え
5
𝑥 + 𝑧 − 1	= 0
𝑦 − 𝑧	= 0
𝑧2
	= 0
グレブナー基底
連立方程式の解
5
𝑥 + 𝑧 − 1	= 0
𝑦 − 𝑧	= 0
𝑧2
	= 0
⟹ 5
𝑥 = 1
𝑦	= 0
𝑧	= 0
グレブナー基底
結論
A=嘘 ⇔ 𝑥 = 1
だったので、
犯人 は A、つまり、
新井
あらい
あ らい
a lie
終
参考文献
書籍:
「妹がグレブナー基底に
興味を持ち始めたのだが。」
Amazon Kindle で
大好評発売中

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