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eja: add another test case for the Albert EJA determinant.
[sage.d.git] / mjo / eja / eja_element.py
index ef6370495333791ca30070fd658e7502ef982433..a229fa3f5290854bb3414280b6724f66d3918708 100644 (file)
@@ -3,11 +3,11 @@ from sage.misc.cachefunc import cached_method
 from sage.modules.free_module import VectorSpace
 from sage.modules.with_basis.indexed_element import IndexedFreeModuleElement
 
-from mjo.eja.eja_operator import FiniteDimensionalEJAOperator
+from mjo.eja.eja_operator import EJAOperator
 from mjo.eja.eja_utils import _scale
 
 
-class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
+class EJAElement(IndexedFreeModuleElement):
     """
     An element of a Euclidean Jordan algebra.
     """
@@ -332,7 +332,8 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
 
         SETUP::
 
-            sage: from mjo.eja.eja_algebra import (JordanSpinEJA,
+            sage: from mjo.eja.eja_algebra import (AlbertEJA,
+            ....:                                  JordanSpinEJA,
             ....:                                  TrivialEJA,
             ....:                                  RealSymmetricEJA,
             ....:                                  ComplexHermitianEJA,
@@ -395,6 +396,22 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
             sage: actual2 == expected
             True
 
+        There's a formula for the determinant of the Albert algebra
+        (Yokota, Section 2.1)::
+
+            sage: def albert_det(x):
+            ....:     X = x.to_matrix()
+            ....:     res  = X[0,0]*X[1,1]*X[2,2]
+            ....:     res += 2*(X[1,2]*X[2,0]*X[0,1]).real()
+            ....:     res -= X[0,0]*X[1,2]*X[2,1]
+            ....:     res -= X[1,1]*X[2,0]*X[0,2]
+            ....:     res -= X[2,2]*X[0,1]*X[1,0]
+            ....:     return res.leading_coefficient()
+            sage: J = AlbertEJA(field=QQ, orthonormalize=False)
+            sage: xs = J.random_elements(10)
+            sage: all( albert_det(x) == x.det() for x in xs )
+            True
+
         """
         P = self.parent()
         r = P.rank()
@@ -1162,7 +1179,7 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         P = self.parent()
         left_mult_by_self = lambda y: self*y
         L = P.module_morphism(function=left_mult_by_self, codomain=P)
-        return FiniteDimensionalEJAOperator(P, P, L.matrix() )
+        return EJAOperator(P, P, L.matrix() )
 
 
     def quadratic_representation(self, other=None):
@@ -1455,7 +1472,10 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         if self.is_nilpotent():
             raise ValueError("this only works with non-nilpotent elements!")
 
-        J = self.subalgebra_generated_by()
+        # The subalgebra is transient (we return an element of the
+        # superalgebra, i.e. this algebra) so why bother
+        # orthonormalizing?
+        J = self.subalgebra_generated_by(orthonormalize=False)
         u = J(self)
 
         # The image of the matrix of left-u^m-multiplication
@@ -1476,14 +1496,12 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         # subspace... or do we? Can't we just solve, knowing that
         # A(c) = u^(s+1) should have a solution in the big space,
         # too?
-        #
-        # Beware, solve_right() means that we're using COLUMN vectors.
-        # Our FiniteDimensionalAlgebraElement superclass uses rows.
         u_next = u**(s+1)
         A = u_next.operator().matrix()
         c = J.from_vector(A.solve_right(u_next.to_vector()))
 
-        # Now c is the idempotent we want, but it still lives in the subalgebra.
+        # Now c is the idempotent we want, but it still lives in
+        # the subalgebra.
         return c.superalgebra_element()
 
 
@@ -1721,19 +1739,18 @@ class FiniteDimensionalEJAElement(IndexedFreeModuleElement):
         return self.trace_inner_product(self).sqrt()
 
 
-class CartesianProductEJAElement(FiniteDimensionalEJAElement):
-    def det(self):
-        r"""
-        Compute the determinant of this product-element using the
-        determianants of its factors.
-
-        This result Follows from the spectral decomposition of (say)
-        the pair `(x,y)` in terms of the Jordan frame `\left\{ (c_1,
-        0),(c_2, 0),...,(0,d_1),(0,d_2),... \right\}.
-        """
-        from sage.misc.misc_c import prod
-        return prod( f.det() for f in self.cartesian_factors() )
+class CartesianProductParentEJAElement(EJAElement):
+    r"""
+    An intermediate class for elements that have a Cartesian
+    product as their parent algebra.
 
+    This is needed because the ``to_matrix`` method (which gives you a
+    representation from the superalgebra) needs to do special stuff
+    for Cartesian products. Specifically, an EJA subalgebra of a
+    Cartesian product EJA will not itself be a Cartesian product (it
+    has its own basis) -- but we want ``to_matrix()`` to be able to
+    give us a Cartesian product representation.
+    """
     def to_matrix(self):
         # An override is necessary to call our custom _scale().
         B = self.parent().matrix_basis()
@@ -1741,7 +1758,20 @@ class CartesianProductEJAElement(FiniteDimensionalEJAElement):
 
         # Aaaaand linear combinations don't work in Cartesian
         # product spaces, even though they provide a method with
-        # that name. This is hidden behind an "if" because the
+        # that name. This is hidden in a subclass because the
         # _scale() function is slow.
         pairs = zip(B, self.to_vector())
         return W.sum( _scale(b, alpha) for (b,alpha) in pairs )
+
+class CartesianProductEJAElement(CartesianProductParentEJAElement):
+    def det(self):
+        r"""
+        Compute the determinant of this product-element using the
+        determianants of its factors.
+
+        This result Follows from the spectral decomposition of (say)
+        the pair `(x,y)` in terms of the Jordan frame `\left\{ (c_1,
+        0),(c_2, 0),...,(0,d_1),(0,d_2),... \right\}.
+        """
+        from sage.misc.misc_c import prod
+        return prod( f.det() for f in self.cartesian_factors() )