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O Delta de Kronecker

Como se sabe, a multiplicação de matrizes possui um elemento neutro, a matriz identidade. Mais precisamente, a matriz identidade de ordem © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César é a matriz © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César, quadrada de ordem © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César, que é © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César na diagonal principal e © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César fora ela. Exemplificando:

© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César

Para descrever o elemento genérico de tais matrizes, utiliza-se o delta de Kronecker, indicado com a letra © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César (delta) afetada por dois índices (indicadores de linha e coluna, respectivamente). A definição é a seguinte:

© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César

O delta de Kronecker

Com esta notação, o elemento © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César da matriz identidade é © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César, de modo que

© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César

Por exemplo, para © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César temos:

© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César

A principal propriedade do delta de Kronecker é a sua capacidade de "filtrar" elementos numa soma:

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É fácil entender esta igualdade. O produto © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César é igual a © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César se © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César; se © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César, então © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César. Exemplificando:

© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César

Em termos de matrizes, a propriedade de filtragem do delta de Kronecker afirma simplesmente que

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para toda matriz © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César de dimensões © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César.

Podemos relacionar o delta de Kronecker com funções características de mais de uma maneira. Uma delas é a seguinte:

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Quando expresso em termos de funções características de conjuntos unitários, a propriedade de filtragem nos revela o seguinte resultado mais geral. Considere uma função © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César e dois conjuntos finitos © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César. Então fica claro que

© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César

Para aqueles que conhecem a notação tradicional de somatório, a expressão acima não requer grandes comentários. Aplicações interessantes desse resultado simples serão vistas em outro artigo.

O delta de Kronecker possui implementações em vários softwares. O Mathematica é um deles. Mas teremos que deixar o desenvolvimento deste assunto para outra oportunidade.

Exercício 6

O delta de Kronecker aparece na planilha eletrônica Excel como uma função de duas variáveis com nome DELTA. Nos arquivos de ajuda lê-se o seguinte (na versão em português):

"Utilize esta função para filtrar um conjunto de valores. Por exemplo, somando várias funções DELTA, você pode calcular a contagem de pares iguais."

Esclareça a última afirmação por meio de um exemplo.


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© Carlos César de Araújo - Quarta-feira, 08 de Maio de 2002