I nte rna t io na l J o urna l o f   Adv a nces in Applie d Science s   ( I J AAS)   Vo l. 6 ,   No . 2 ,  J u n e  201 7 ,   p p .   1 1 7 ~ 1 2 5   I SS N:  2252 - 8814          117       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JA A S   Federe r Mea sure s, G o o d and   No np la na r F unctions  of Metri c  Dio pha ntine  App ro x i m a tion       F a iza   Ak ra m ,  Do ng s he ng   L i u   De p a rt m e n t  o f   A p p li e d   M a th e m a t ics ,   S c h o o l  o f   S c ien c e ,   Na n ji n g   U n iv e rsity   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   Na n ji n g ,   Jia n g su ,   2 1 0 0 9 7 ,   P . R .   Ch in a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   2 9 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Ma y   1 3 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Ma y   2 7 ,   2 0 1 7         T h e   g o a l  o f   th is  p a p e r   is  t o   g e n e ra li z e   th e   m a in   re su lt s  o f   [1 ]   a n d   s u b se q u e n t   p a p e rs  o n   m e tri c   Dio p h a n ti n e   a p p ro x im a ti o n   w it h   d e p e n d e n t  q u a n ti ti e s  to   t h e   se t - u p   o f   s y ste m s  o f   li n e a r  f o r m s.  I n   p a rti c u lar,  w e   e sta b li sh   “ jo in t  stro n g   e x tre m a li t y ”   o f   a rb it ra r y   f in it e   c o ll e c ti o n   o f   s m o o th   n o n d e g e n e ra te  su b m a n i - f o ld s  o f   ℝ .   T h e   p ro o f   w a s   b a se d   o n   q u a n t it a ti v e   n o n d iv e rg e n c e   e s ti m a te s   f o r  q u a si - p o ly n o m ial  f lo ws   o n   t h e   sp a c e   o f   latti c e s.   K ey w o r d s     Ho m o g e n eo u s   f lo w s     L i n ea r   c o m b in at io n   Si m u lta n eo u s   d io p h an ti n e  ap p r o x im a tio n   Su b s p ac e   Co p y rig h t  ©   201 7   In s t it u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Faiza  Ak r a m ,    Dep ar t m en t o f   Ma th e m at ics,  S ch o o l o f   Scien ce ,   Nan j in g   Un i v er s it y   o f   Scien ce   an d   T ec n h o lo g y ,     Nan j in g ,   J ian g s u ,   2 1 0 0 9 7 ,   P . R . C h i n a .   E m ail:  f aiza . ak r a m 7 8 6 @ y a h o o . co . u k       1.   I NT RO D UCT I O N     T h e  th eo r y   o f   s i m u lta n eo u s   Dio p h an ti n e  ap p r o x i m atio n   i s   co n ce r n ed   w i th   t h e  f o llo w i n g   q u esti o n :  i f   Y  is   a n   ×   r ea l  m a tr ix   ( i n ter p r eted   as  a  s y s te m   o f     lin ea r   f o r m s   is     v ar iab les  ) ,   h o w   s m alli n   ter m   o f   t h e   s ize  o f   ∈ ℤ n   , ca n   b e  t h e  d is ta n ce   f r o m   Y     to ℤ n   . T h is   g e n er aliza tio n   o f   th e  c lass ical  t h eo r y   o f   ap p r o x im a tio n   o f   r ea l  n u m b er s   b y   r atio n al  n u m b er s   , w h er e  = = 1 .   W e  s tar t  f r o m   = = 1   ca s e.   I n   t h i s   c ase, = , it  is   w el l  k n o w n   th a t  f o r   an y   y ∈ ℝ ,   th er ee x is t   in f in itel y   m a n y   in te g er s   q i   ’   s   w i th   in teg er s   p i ’s   s atis f y i n g   t h e  f o llo w i n g   :     | q i   y + p i | < q i − 1   ,       or   e q uiv a l e n t l y ,       | y + p i q i | < q i − 2   Her e  | ⋅ |   d en o tes  ab s o l u te  v al u e.   T h is   in eq u alit y   m ea n s   t h at   we  ca n   ap p r o x i m ate  a n y   r ea l   n u m b er     b y   a  s eq u en ce   o f   r atio n al  n u m b er s   an d   th e  d i s tan ce   b et wee n   th e  r ea l  n u m b er     an d   th e  r atio n al  n u m b er   − p i q i ⁄   is   m u c h   s m aller   th a n   − 2   .     − 2 −   . Ho w e v er ,   it  tu r n s   o u t  th at  m an y   r ea l  n u m b er s   d o n o t  h av e  s u c h   “ b etter   ap p r o x i m a tio n ”  ( s o   ca lled   “v er y   w ell  ap p r o x i m atio n ”) .   I n   f ac t,   it  i s   k n o w n   t h at  f o r   an y   > 0 an d   f o r   L eb es g u e  ( later   o n   w e  w il l e x t en d   th i s   to   o th er   m ea s u r es)  al m o s t e v er y ∈ ℝ ,   th e  f o llo w i n g   i n eq u alit y :     | qy + p | < q − ( 1 + δ )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S   Vo l.6 ,   No .   2,   J u n e   201 7 :  117   –   1 2 5   118   d o es  n o t h av e  i n f in itel y   m a n y   in te g er   s o lu tio n s   of   p , q .   Mo r e   g en er all y ,   i n   t h e  ca s e   th at  = 1   o r ,   d u ally   = 1 ,   i . e .   w h en   = ( 1 , ⋯ , )   o r   = ( 1 , ⋯ , ) ( h er e  ( ⋅ )   is   th e  tr an s p o s e  o f   a  v e cto r   o r   a  m atr ix )   t h e  v er y   w el l   ap p r o x i m atio n   p r o p er ty   d o es n o t  h o ld   f o r   al m o s t  ev er y     w it h   r esp ec t  to   L e b e s gue   m ea s u r e.   Mo r eo v er ,   d u r in g   r ec e n t  y ea r s ,   s i g n i f ican t   p r o g r ess   h a s   b ee n   m ad e  i n   s h o w i n g   t h at  n o t   v er y   w ell   ap p r o x i m atio n   p r o p er ties   o f   v ec to r s ∕ f o r m s   h ap p en   to   b e  g en er ic  w it h   r esp ec t  to   ce r tai n   m ea s u r es  b esid es   L eb e s g u e      m ea s u r e.   T h is   c ir cle  o f   p r o b le m s   d ates   b ac k   to   th e   1930s ,   n am e l y ,   to   K.   Ma h l er ’ s   w o r k   o n   a  class i f icatio n   o f   tr an s ce n d en ta l  n u m b er s .   L et  u s   i n tr o d u ce   s o m e   d ef in i tio n s   a n d   n o tio n s   o r d er   to   s tate  th ese  r es u lt s   a  clea r er   w a y .       Den o te  b y   , th e  s p ac e  o f   r ea l  m atr ices  w it h     r o w s   an d     co lu m n s .   Dir r ich let ’ s   t h eo r e m   o n         s i m u lta n eo u s   Dio p h a n ti n e  ap p r o x i m atio n   s tates  t h at  f o r   an y     ∈ ,     ( v ie w ed   as  a  s y s te m   o f        lin ea r   f o r m s   in     v ar iab les)  an d   f o r   an y   > 0   th er e  ex i s t  = ( 1 , ⋯ , ) ∈ ℤ   \     { 0 }   an d   =   ( 1 , ⋯ , ) ∈ ℤ    s atis f y in g   t h e  f o llo w i n g   s y s te m   o f   i n eq u ali ties :         ‖ + ‖ ∞ < − ∕               a n d        ‖ ‖ ∞ ≤ ∕     Her e  an d   h er e   af ter ,   u n less   o th er w is e  s p ec i f ied ,   ‖   ⋅   ‖ ∞   s tan d s   f o r   th e  m a x i m al  n o r m   o n   ℝ   g iv e n   b y   ‖ ‖ ∞ = ma x 1 ≤ i ≤ k               | |    .   A n o th er   w a y   to   s tate  t h is   th eo r e m   is   t h e  f o llo w i n g :  Fo r   an y   ∈ , th er e  ar e  in f in itel y   m a n y   ∈ ℤ n { 0 }   an d   = ℤ   s u c h   t h at        ‖ + ‖ ∞ < ‖ ‖ ∞ − ∕   .                                                 ( 1 . 1 . 3 )     Nex t,  w e  s a y   th a t Y   is   v er y   w e ll a p p r o x i m ab le    ( to   b e  a b b r e via te d   b y   VW M)   if   f o r   s o m e  p o s iti v e  δ,     ∃ ∞      ∈ ℤ ∖ { 0 }   a n d   ∈ ℤ   wi th   ‖ Y + ‖ ∞ < ‖ ‖ ∞ − n m ⁄ − δ .                                             ( 1 . 1 . 4 )     On e  ca n   s h o w   th a t   L eb e s g u e - a. e  Y  is   n o t  VW A   b y   B o r el - C a n tell i   le m m a  ( w e  w ill  i n tr o d u ce   th is   le m m a  i n   o u r   n e x t  s ec tio n ) .   Als o   n o te  t h at  b y   K h in tch i n e ’ s   T r an s f er en ce   P r in cip le,   s ee   e. g .     [ 8 ,   C h ap ter   V] ,   Y     is   VW M  if f   t h e  tr an s p o s e  o f   Y  is .   W ith   th e s e  d ef in itio n s   an d   n o tatio n s ,   let  u s   g o   b ac k   to   o n e  th eo r e m   co n j ec tu r ed   b y   Ma h ler   [ 9 ]   in     1932    an d   p r o v ed   th r ee   d ec a d es  la ter   b y   V . Sp r i n d z ̌ uk ,   s ee   [ 7 ,   6 ] ,   w h ic h   s tate s   th at  f o r   λ  – a. e.   . ∈ ℝ ,   th e   r o w   v ec to r .           ( ) = ( , 2 , ⋯ , )                              ( 1 . 1 . 5 )       is   n o t V W M.   B y   e x te n d in g   th is   p r o b le m   in t o   a  m o r e  g e n er al  s etti n g ,   th at  i s ,   f o r   ∈ ℝ d ,   b y   d e f in itio n :     ( x ) = ( f 1 ( x ) , ⋯ , f n ( x ) ) ,     Wi th       ’ s   co n t in u o u s   m ap s   f r o m   ℝ   to   ℝ ,   o n e  as k   w h et h er   o r   n o t  f o r   al m o s t  ev er y   x ∈ ℝ d ,     f ( x )   is   n o t  VW A ,   w it h   r esp ec t  to   L eb esg u e  m ea s u r e  o r   s o m e  o th er   m ea s u r es.  I n   th i s   s et tin g ,   [ 4 ]   p r o v ed   th e  r esu lt  f o r   L eb es g u e  Me as u r e  an d   n o n d eg en er ate  m ap   f   an d   [ 1 ]   p r o v ed   th e  r esu lt  f o r   m o r e  g en e r al  ass u m p tio n s   o n   m ea s u r es  a n d   m ap s   . B ef o r e  w e  s tate  r es u lt   o f   [ 4 ] ,   r ec all  t h at  a  s m o o t h   m ap   f   f r o m   ⊂ ℝ   to   ℝ   is   ca lled   n o n d eg e n er ate  at   ∈ U   if   p ar tial  d e r iv ati v es  o f   f   at  x   s p an   ℝ   an d   f   i s   n o n d eg e n er ate  i f   it   is   n o n d eg en er ate   at   λ - a. e. x ∈ U.     T h eo r em   1 . 1 . 1 .   L et      b e  a   Fed er er     m ea s u r e  o n   ℝ d , U  an   o p en   s u b s et  o f   ℝ d ‚   an d   F:U  → ,   a  co n tin u o u s   m ap   s u c h   th a t  ( D F   ‚ )   is   g o o d   an d     n o n p lan ar   . T h en   f o r   - a. e     0 U  th er e  ex is t    a  b all    B   ⊂   U     ce n ter ed   at      0    an d   C   ,     α   >  0   s u ch   th at  f o r   an y   =   ( t 1 , ∙   ∙   ∙ ‚ t m , t m + 1 , ⋅   ⋅   ⋅ , t m + n ) ∈ +   an d   an y     ε     >     0 ,      ({ x   ϵ   B :    ̅ ( F(x ) )   ∉     })   <  C   .     W e  w ill p r o v e  th is   t h eo r e m   lat er .     Nex t,  let  u s   i n tr o d u ce   B o r el -   C a n tell i   le m m a:   L e m m a  1 . 1 . 2 ( B o r el -   C an telli). L et      b e  a  f in ite  m ea s u r eo n   B ,   i.e .     ( B )   <∞.     I f   E i i 1   is   a  s eq u en ce   o f   s ets i n   B   s u c h   t h at .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J AA S     I SS N:  2252 - 8814       F ed erer   Mea s u r e s ,   Go o d   a n d   N o n p la n a r   F u n ctio n s   o f Ma tr ic  Dio p h a n ti n e  …  ( F a iz a   A kra m )   119   1 i v ( )   <  ∞,     T h en   it f o llo w s   t h at:     ( s u p l i m i E i )  = 0     Re c a ll   th a t     E i i s u p lim        =            1 1 i j i E ,     i.e .   ea ch   ele m e n t o f   t h e   E i i s u p l i m 1   b elo n g   to   in f i n itel y   m a n y   ’ s .          2.   Q UAN T I T A T I V E   NO N   DI VE R G E NCE   I n   th e  s ec t io n   w e  w ill  s tate   T h eo r em   2 . 2 . 2   th at  h as  b ee n   p r o v ed   in   [ 1 ]   an d   ap p ly   i t  to   p r o v e    T h eo r em   1 . 1 . 1 . I n   o r d er   to   s tat e    T h eo r em   2 . 2 . 2   w e  n ee d   to   i n tr o d u ce d   s o m e  n o tat io n s   a n d   d ef in i tio n s .   R ec all  t h at  { 1 ,  ⋯   , , 1 , ⋯ ,   }  is   a  s ta n d ar d   b asis   o f   ℝ +   .   Def i n e    ≝   {1 ,   ⋯   , }  an d     ≝ {1 ,   ⋯ , }.   T h e  f o llo w i n g   n o tatio n s   w il l  b e  in tr o d u ce d   o n   th e  e x ter io r   alg eb r a  o f   ℝ + ( ⋀   ( ℝ + )).   T ak e      I =    {  1 , ⋯ ,   }  ⊂    M    w it h   1   < ⋯ <    an d     J     =  { 1 , ⋯ ,   }    ⊂    N    w it h     1   <  …<                                         ( 2 . 2 . 1 )       a n d     de n o te     ≝ 1 ∧ ,  ⋯ ,  ∧      an d       ≝ 1 ∧ ,  ⋯ ,  ∧   ,   w it h   th e  co n v en t io n   ∅ = ∅ =1 .   Den o t e   by   | |   th e  ca r d in al it y   o f   s et   I ,   s o   th at  ∧   ’ s   ar e  th e  b asis   e le m e n t s   o f   ⋀ | | + | | ( ℝ + ) .   W e  s a y   th a t  a  s u b s p ac e   of   ℝ +     is   r atio n al  i f   it  is   s p a n n ed   b y   v ec to r s   w it h   r atio n al  co o r d in ates  o r   eq u i v alen tl y   i n te g er   co o r d in ates.  Def i n e :      ≝     th e  s et  o f   n o n ze r o   r atio n al  s u b s p ac es  o f       ℝ + .   Fo r     ∈   G  ( r ec all  th at  G= S + ( ℝ ) )   an d   W  ∈   ,   let  {   1   , ⋯   ,    }  b e  a   g en er atin g   s et  f o r   ℤ +   ⋂   W ,   i . e   .   ℤ +   ⋂   W   =    ℤ ( 1   , ⋯   ,   ) ,   an d   d ef in e  th e  g   ac tio n   o n   1   ∧   . . . .  ∧   by                                            (   1 ∧    . . . .  ∧ )         ≝      ( 1 )   ∧ . . . . ∧     (    )     W e  w ill  w r ite    w     =  1   ∧    .   .   .   ∧    an d     w e    w il l  s a y   th at    w     c o r r esp o n d s   to   th e  n o n ze r o   r atio n al     s u b s p ac es   W .   T h en   d ef i n e    ℓ ( )    as th e  co v o l u m e  o f    ∩ ℤ +   in    ,   i.e .     ℓ ( g )     ≝ ‖ ( ) ‖ = ‖ ( 1 ⋀ ⋯   ⋀ ) ‖ .                                                                  ( 2 . 2 . 2 )     T h e  n o r m   ‖ ⋅ ‖   is   an   e x te n s io n   o f   E u clid ea n   n o r m   o f     ℝ + , i   . e.   if     ˊ    ϵ  ⋀ (  ℝ +   )   ca n   b e  w r itte n   as       w ′ =   l J I N J M I | | | :| , ,   ⋀   ,     w h er e     ,   ’ s   ar e  co ef f icie n t a n d     I ,   J     ar e   d ef in e  in   ( 1 . 2 . 1 ) ,   th en     ‖ ˊ ‖   =    l J I J I a | | | | 2 ,   .     No te  th at  ℓ ( )     in d ep en d en t  o f   t h e   ch o ice  o f   a  g en er ati n g   s et s .   No w ,   let  u s   s tate  T h eo r e m   2 . 2 . 2   as  f o llo w s :  T h eo r e m   2 . 2 . 2   ( T h eo r e m   4 . 3   o f   [ 1 ] ) .   L et  ′′′ ,   D,   α   b e  p o s itiv e  co n s ta n ts   . S u p p o s e  U ⊂ ℝ   is   o p en ,     is   a  m ea s u r e    w h ic h   is   D  -   Fed er er   o n   U  , h   is   a  co n tin u o u s       m ap   U  →  G  ,   0   <  ϱ  ≤   1   , 0   ∈   U  ∩  s u p p   ,   an d     B   =B   ( 0   ,   r )   is   a  b all  s u ch   th a t  ̃ ≝   B( 0   , 3 + r )   is   co n tin u o u s   in   U  ,   f o r   ea ch   W   ∈     ,     ( 1 )   T h e  f u n ct io n   ℓ   ∘   ℎ     is   (   ′′′ ,   α )   - g o o d   o n   ̃   w it h   r esp ec t to   ,   an d     ( 2 )    ‖ ℓ     ∘ ℎ ‖ , ≥ ,   T h en   th er e  ex i s t    ′ ′′ >0   s u ch   t h at  f o r   an y   0   <ε   ≤   ϱ,    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S   Vo l.6 ,   No .   2,   J u n e   201 7 :  117   –   1 2 5   120           ( {     ∈   B : π   ( ℎ ( x ) )   ∉ })   ≤   ′ ( ) ( B   ) .     T h is   th eo r e m   is   k n o w n   as  n o n d iv er g e n ce   th eo r e m .     I n   [ 4 ,   T h eo r em   5 . 2 ] ,   D.   Klein b o ck   an d   G.   Ma r g u lis   p r o v ed   th is   r es u lt  f o r   L eb esg u e  m ea s u r e  λ ,   f o llo w in g   th e   id ea   o f   [ 5 ,   Ma in   L e m m a] .   A n o t h er   v er s io n   w h ic h   r ep lace s   co n d itio n   ( 2 )   b y   w ea k er   co n d itio n s   ap p ea r ed   in   [ 3 ]   . T h e  p r o o f   o f   T h eo r e m   2 . 2 . 2   w h ich   a s s u m e    is   D - Fed er er     m ea s u r e  i s   in   t h e  p ap er   [ 1 ] .  B ef o r e  ap p ly i n g   T h e - o r e m   2 . 2 . 2   to   p r o v e  th is   th eo r e m   1 . 1 . 1 ,   let  u s   d ef in e  ex p an d i n g   b asis   ele m e n ts   :  Fix     t    ∈    + ,  an d   s a y   t h at   b asis   ele m e n t o f       ⋀ (     ℝ + )     ,   ∧    is   ex p an d ed   b y     (   is   d ef in e  as )       =   d iag   ( 1   , ⋯   ,   , − + 1   , ⋯ , − +   ) ,     w h er e  t = (   1   , . . .  ,  + )     ∈ +       I f       ‖ (     ∧   ) ‖   ≥  ‖   ∧   ‖   .   I n   th is   ca s e  w e  s a y   t h at  ∧   i s   an   ex p an d i n g   b asis   ele m e n t.M o r eo v er ,   w e  s a y   th a t  s tr i ctl y     ex p an d   ∧   if     ‖ ( ∧ ) ‖   >   ‖ ∧ ‖ .     On   o t h er   h a n d ,   w e  s a y   th a t      s tr ictl y   co n tr ac t s     ∧    if   it  d o es  n o t  ex p a n d   ∧   . L et    =  ∑ ∈   an d      =  ∑ + ∈ . C lear l y ,     s tr ictl y   e x p an d s   ∧     if       − >0   s in ce   ‖ ( ∧     ) ‖ = − ‖ ∧   ‖ .   I n   th is   ca s e,   w e  d ef in e  t h e  s u b s p ac e  o f   ⋀ (  ℝ + )   g en er ated   b y   ∧ ’ s   w it h       − >  0     as  s tr ictly   e x p a n d in g   s u b s p ac e  , an d   d en o te  b y   + . Si m i lar l y ,   th e  s u b s p ac e  g e n er ated   b y   ∧ ’ s   w it h   −   =  0   is   d en o ted   b y   0   an d   th e  s u b s p ac e  g en er ated   b y     ∧ ’ s   w it h   −  <  0   is   d en o ted   b y   − .   So   w e   ca n   d ec o m p o s e  th e  s p ac e    ⋀   ( ℝ + )   =  +   ⊕   0   ⊕ −   , W h er e    s tr ictl y   e x p an d s   t h e  n o r m   o f   th e  e le m en ts   i n   +   , d o es  n o t  ch a n g e  th e   n o r m   o f   ele m e n ts     i n     0 an d   c o n tr ac ts   t h e  n o r m   o f   ele m e n t s     i n     − .   On e  f ac t  i s   t h at + ,  0 an d   −     a r e   d ep en d en t  o n   t  s o   t h at  d i f f er en t  t  give   d if f er e n t      d ec o m p o s iti o n   o f   ⋀ ( ℝ +   ) .   I f   w   ∈   ⋀   ( ℝ + )   ca n   b e   w r itte n   as  w   =  1 +  2     w h er e  1   ∈   + ⊕ 0   a n d   2 ∈   − ,  th en   w e  s a y   1   is   th e  ex p an d in g   p ar t  o f   w   an d   2   is   t h e  co n tr ac ti n g   p ar t  o f   w . Si m i lar l y ,   e x p an d i n g   p ar t  a n d   co n tr ac tin g   p ar t  ar e  also   d ep en d en t  o n   t .   W e  w il l u s e  th e  d ef in i tio n s   an d   n o tatio n s   ab o v e  to   s o lv e  t h eo r e m   in   th i s   p ap er .       3.   P RO O F   O F   M AIN  RE SUL T               1 . 1 . 1 .   L et  h ( x )   =  ( τ   ( F(x ) )   an d   f o r   – a. e.   0 ,   tak e      ̃    =  B   ( 0   ,  3 +   r)  ⊂   U     s uc h   tha t   (   , )   is   ( C   , α ) - g o o d   o n   ̃   f o r   s o m e  C ,   α   > 0   a n d   n o n p la n ar   o n   B   =   B   ( 0   , r ) . To   ap p ly   T h eo r em   2 . 2 . 2 ,   w e  n ee d   to   s h o w   t h at   the r e   e xist   ′′′ ,   α   > 0   an d   s o m e  0   <  ϱ   ≤   1   s u ch   th at  f o r   an y   W   ∈     w h er e    i s   th e  s et   o f   n o n ze r o   r atio n al  s u b s p ac es :   ℓ ∘ h   is   ( ′′′ ,   α ) - g o o d   o n   ̃   w ith   r e s p ec t  to     ( co n d itio n   ( 1 ) )   an d     ‖ ℓ   ∘ ℎ ‖ ,     ≥   ϱ  (   c on diti on ( 2 ) ) .     First,  w e  w a n t  to   s h o w   th a t  th er e  ex is t    ′′′   ,   α   >  0   s u ch   th at  f o r   an y   W   ∈   ,  ℓ °h   is   (     ′′′   ,   ) - g o o d   o n   ̃   w i th   r esp ec t  to   . T h at  is ,   w e  w a n t  to   s h o w   th at  f o r   {    1   , . . . ,   }  a  g en er atin g   s et  o f   r atio n al  s u b s p ac e  W   ( w e  as s u m e  it  is       d im e n s io n al   r atio n al  s u b s p ac e )  an d   f o r   w   =  1   ∧   .   .   .   ∧   a  h o m o g e n eo u s   ele m e n t  o f   ∧   ( ℝ + )  c or r e s pon din g   to   W ,   ‖   ( ( ( ) ) ) ( ) ‖   is   ( ′′′   ,   α ) - g o o d   o n   ̃   w it h   r esp ec t  to .   T h e  s tr a te gy   is   as   fol l ow :   fir s t ,   w e  w a n t  to   ap p ly   τ ( F ( ) )   to   w   an d   ca lcu late  th e  r es u lt.  Af ter   ca lcu lati n g   τ   ( F(x ) )   ( w ) ,   w e  w ill  u s e  it to   s h o w   ( ‖     ( ( ( ) ) ) ( ) ‖ , ) is   ( ′′′ ,   α )   - g o o d   o n   ̃ .     T o   ca lcu late  τ   ( F ( ) ) ( ) ,   let  u s   f ir s t  ap p ly   τ ( F ( ) )   to   b asis   ele m e n ts   o f   ⋀   ( ℝ + ) .   Fo r   r ea d e r ’s   co n v e n ien ce ,   w e  s tar t b y   ap p ly in g   τ   ( F( x ) )   to   b a s is   ele m en t s   o f   ⋀   ( ℝ + )  of   dime n s ion   1   an d   d im e n s io n   2 :    Fo r   d im e n s io n   1 ,   ap p ly   τ   ( F ( x ) )   to   b a s is   ele m en ts     an d     f o r     =  1 , ⋯   ,   an d   j = 1 , ⋯ , :      τ   ( F ( ) )   ( )   =         for     =  1 , ⋯   , .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J AA S     I SS N:  2252 - 8814       F ed erer   Mea s u r e s ,   Go o d   a n d   N o n p la n a r   F u n ctio n s   o f Ma tr ic  Dio p h a n ti n e  …  ( F a iz a   A kra m )   121       ( F(x ) ) ( )   =    =  1 ( x ) 1   + . .  .  +   ( x )     for    j   =   1 ,   ⋯ ,   .   So   τ   ( F  ( x ) )   f ix e s   i   an d   w h e n   a p p ly i n g   τ   ( F( x ) )   to   ,    o n e  g et s   a  lin ea r   co m b i n atio n   o f   ele m e n ts   o f    d i m en s io n   1   an d   t h e  co ef f icie n ts   i n   f r o n t o f   ea ch   ele m e n t a r e  eith er   1   o r   s o m e  co m p o n e n t s      ( x ) ’   s   i n   F(x ) .   Fo r   d i m en s io n   2 ,   th er e  ar e  t h r ee   d if f er en t  t y p e s   o f   b a s is   elem en ts ,   t h e y   ar e  ∧   j , ∧     a n d   i   ∧     .   W e  w a n t to   ap p l y   τ   ( F( x ) )   to   all  ty p e s   o f     b a s is    ele m e n ts :       ( F( x ))( i ∧ j )   =  ∧   j     for   a n y   1   ≤     ,   ≤   .     ( F( x ))( ∧ )   =  ∧   +  m l 1  ( )   ∧ − m l 1  ( x ) ∧   +  m l k 1 |  ( )  ( )  ( )  ( ) | ∧     for   a n y   1   ≤ ,   ≤ .         ( F( x ))( ∧ )     =  ∧   +  i l m l    1    ( ) ⋀     for   a n y   1   ≤   ≤   , 1   ≤     ≤   .   Si m i lar l y   a s   f o r   d i m e n s io n   1 ,   w e  ca n   co n cl u d e  th at  t h e  r es u l t  o f   ap p l y in g   ( F(x )   to   an y   t y p e   o f   b asis   ele m e n t  is   a  lin ea r   co m b i n at io n   o f   b asis   ele m e n ts   o f   d im en s io n   2   w i th   co ef f icie n t  ar e  1 ,    ( ) s   o r   th e   d eter m in a n ts   o f   2   b y   2   s u b m a tr ices  o f   F(x ) .   T h ese  o b s er v atio n s   lead   u s   to   th e  g e n er a l   l  r esu lt s :  b y   ap p l y i n g   ( F(x ) )   to   an y   b asis   e le m e n t s   o f   d i m en s io n   ⋀ ( ℝ + ) ,   th e  r e s u lt  i s   a  l in ea r   co m b i n atio n   o f   b asi s   ele m en ts   o f   d i m en s io n   ⋀ ( ℝ + )  w ith   t h e  co ef f ici en ts   ar e  1 o r   d eter m i n an t s   o f   s u b m atr ice s   o f   ( ) .   T o   p r o v e  th is ,   let  | I   |  b e  th e  ca r d in alit y   o f   s et  I   an d   I ∧   b e  a  b asis   ele m e n t  o f   d i m en s io n   = | | +   | | .   A p p l y i n g   ( ( ) )   to     ∧ ,   o n e  h as:     ( ( ) )   ( ∧   )   =  J S S J L S K I M K \ |, | | | , \           ( − 1 ) ( , ) ,   ( x )  ∪ ∧                                                                      ( 2 . 2 . 3 )     W h er e    , ( x ) ’s   d e f in ed   as:     , ≝ | 1 , 1   ⋯ 1 , , 1 ⋯ , | ,            An d   m   ( ⋅ )   d eter m in e s   th e  s i g n   o f   th e  co ef f icie n ts . C lear l y ,   ( ( x ))  ( I ∧ J )   is   a  lin ea r   co m b i n atio n   o f   b asis   ele m en t s   o f   ⋀ ( ℝ + )   an d   th e  co ef f icie n t s   o f   t h ese  b asi s   ele m e n ts   ar e  d eter m i n a n ts   o f   s q u ar e   s u b m atr ices o f   F (     ) .   No w ,   let   u s   ap p l y   τ ( F ( ) ) ( ∧ )     is   a  li n ea r   co m b i n atio n   o f   b asis   ele m e n t s   o f   ⋀ ( ℝ + )   an d   t h e   co ef f icie n t   o f   t h e s e  b asi s   ele m en ts   ar e  d eter m i n an ts   o f   s q u ar e  s u b m atr ices   o f   F(x ) . No w ,   le t  u s   ap p l y   ( ( ) )   to   w   w h er e  w   is   a  h o m o g en o u s   ele m e n t  o f   ⋀ ( ℝ + )   co r r esp o n d in g   to     d im e n s io n   r atio n a l  s u b s p ac e  W .   Sin ce   { 1 , . . . , }   is   a  g en er ati n g   s et  o f   n o n ze r o   r atio n al  s u b s p ac e  W ,   w e  ca n   w r ite  w   =  1 ∧    .   .   .   ∧     =  ∑ , ,   I ∧   ∈   ⋀ ( ℝ + ) ,   w h er e  t h e  s u m m a tio n   i s   o v er   all   I ,   J   s a tis f y in g   ( 2 . 2 . 1 )   w it h   = | I   |   +  |   J   |  i s   f ix e d   an d   , ’ s   ar e  in teg er s   co ef f icie n ts .   B y   eq u atio n   ( 2 . 2 . 3 )   s in ce   w   is   a  lin ea r   co m b in a ti o n   o f   ∧ ’ s   τ ( F ( ) )   ( )   is   also   a  lin ea r   co m b in at io n   o f   b asis   ele m e n ts   ⋀   ( ℝ + )  w it h   t h e   co ef f icie n t s   o f   ea ch   I ∧   i n   τ ( F ( ) ) ( )   a   co m b in at io n   o f   , (x ) ’ s .   L et   ˊ , ( )   b e  th e  co ef f icie n t  o f   ∧   in   τ   ( F ( ) ) ( ) ,   th en   w e  ca n   w r ite:     ( F( x ))( w )   =   J I , ˊ , ( x )  ∧   .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S   Vo l.6 ,   No .   2,   J u n e   201 7 :  117   –   1 2 5   122   No w ,   let  u s   ap p l y       ,   f o r   t   in     +   .   T ak e      =   I i    an d   = J j +   .     W e  h av e:        ( ( F( x )))   = J I , − ˊ ,   ( ) I   ∧   .     L et  , ( x )   =  − ˊ , (x ) .   By   th e  as s u m p tio n   th at  ( , )   is   ( , ) - g o o d   on   ̃ ,   th o s e    , (x ) ’ s   w h ic h   ar e  lin ea r   co m b i n atio n   o f   , ’ s  ar e  also   ( , ) - g o o d   o n   ̃   w ith   r esp ec t  to   .   Fu r th er m o r e,   th i s   i m p lie s   th at  Q( x )   ≝ ‖ ( ( ( ) ) ) ‖   is   ( ′′′   , ) - g o o d   o n   ̃   w it h   r esp ec t  t o    f o r   an y   h o m o g e n o u s   w   an d   s o m e   ˊˊˊ , α  > 0.   T o   s h o w   th is ,   let  ∗ ∧ ∗   ∈   ⋀ | | + | | ( ℝ + )   b e  s u c h   th at  t h e  co ef f icie n t  ∗ , ∗ ( x )   s atis f ies t h e  f o llo w i n g :     ‖ ∗ , ∗ ( ) ‖ , ̃ = m a x | | | | l J I { ‖ , ( ) ‖ , ̃ }   ,     w h er e   th e  m a x i m u m   is   tak e n   a m o n g   all  th e  n o r m s   o f   c o ef f icie n t s   o f   ( F ( ) ( ) .   Fo llo w i n g   th e   d ef in i tio n   o f   t h e  n o r m   ‖ ⋅ ‖   o n   th e  ex ter io r   alg eb r a  ⋀   ( ℝ + ),       ‖ ( ) ‖ , ̃ =  ∥ √ l J I | | | | , 2 ( ) ∥ , ̃       ≤  √ l J I | | | | ‖ ,   2 ( ) ‖ , ̃ .     T h en   it  is   clea r   th at  th er e  ex i s t  s o m e  c o n s tan t   ˊˊˊ ≥ 0   ( ′′′ d ep en d s   o n     ,   b u t  n o t  o n   )   s u ch   th a t   th e   f o llo w i n g   is   s a tis f ied :      ‖ ∗ , ∗ ( ) ‖ , ̃   ≥  ˊˊˊ ‖ ( ) ‖ , ̃   .     I t  f o llo w   t h at  t h er e  ex i s t so m e  ˊˊˊ >  0   s u ch   t h at:     ({ x  ∈ ̃   :  |   Q( x ) |   <  ε} )     ≤   ( {   ∈   ̃ :  |   ∗ , ∗   ( x ) |   <  ε   } )         ≤   C   ( ‖ ∗ , ∗ ( ) ‖ , ̃ ) ( ̃ )   =  ˊˊˊ ( ‖ ( ) ‖ , ̃ ) ( ̃ ).     T h e  s ec o n d   in eq u ali t y   f o llo w i n g   f r o m   ( C ,   α ) - g o o d   p r o p er ty   o f   ∗ , ∗ ( x )   o n   ̃   w it h   r esp ec t  to   .   t h i s   p r o v es   th at  ( Q  ( x ), )   is   ( ˊˊˊ ,   α ) - g o o d   o n   ̃   f o r   an y   w   an d   co n s eq u en tl y ,   ℓ   ∘ ℎ   ( ′′′ , ) - g o o d   o n   ̃   w it h   r esp ec t to     f o r   an y   n o n ze r o   r ati o n al  s u b s p ac e  W   a n d   h (     )   =  (   τ   (     )   ) .   No w ,   let  u s   s h o w   t h at  t h e  s ec o n d   co n d itio n   is   s ati s f ied ;  t h at   is :  t h er e  ex i s t  s o m e  ϱ   w i th   0     <         ≤     1    s u ch   t h at  f o r   an y   n o n ze r o   r ati o n al  s u b s p ac e  W     o f     ℝ +     an d   an y   t ,       ‖ ℓ ∘       ℎ ‖ , ̃     ≥       ϱ,       w h e n     ℎ   (  x   )     =    (   τ (   F (   x  )   )   ) .   R ec all  f r o m   t h e  p ar ag r ap h   b ef o r e  t h e  p r o o f   o f   T h eo r em   1 . 1 . 1   th at,   an   ex p an d i n g   b a s is   ele m en t   is   a   b asis   ele m e n t  ∧   s u c h   t h at        ‖       (           ⋀     )   ‖   ≥ ‖ ⋀ ‖ ,        o r   eq u iv alen t l y ,         ∧     ∈   + ⊕     0 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J AA S     I SS N:  2252 - 8814       F ed erer   Mea s u r e s ,   Go o d   a n d   N o n p la n a r   F u n ctio n s   o f Ma tr ic  Dio p h a n ti n e  …  ( F a iz a   A kra m )   123   Ou r   s tr ate g y   to   s h o w   co n d iti o n   ( 2 )   o f   T h eo r em   2 . 2 . 2   is   as  f o llo w .   First,  ap p l y   ( F  ( x ) )   to   w   =   ∑ , a , I ∧   an d   ca lcu late  t h e  r es u lt;  n ex t   tak e  th e  e x p an d i n g   P ar t o f       ( F( x ) )   ( w )   an d   s h o w     ‖ ℓ   ∘ ℎ ‖ ,    ≥  ϱ f o r   an y   n o n ze r o   r atio n al  s u b s p ac e  W   w h e n   ℎ   ( x )   =      ( τ   ( F ( x ) ) ) .   L et  u s   co n s id er   t w o   ca s e s :   Ca s e1 . W h en   ≤   d en o te  b y   E   th e  s p ac e  g en er ated   b y   { 1 , ⋯ , }  an d   b y   V  th e   s p ac e  g en er ated   b y                                           { 1 , ⋯ , },   an d   co n s id er   a  p r o j ec tio n   P   ∶     ⋀   ( ℝ +   )  ⟶   ⋀   ( E ) .                                                                                                                                                                                                 Fro m   th e  d e f in itio n   o f   P ,  th e   i m a g e  o f   P  co n s is t s   o f   li n ea r   co m b i n atio n   o f   ex p a n d in g   b asis   ele m e n ts   ( i . e .   e l e me n t s   in   + ⊕ 0   )   s in ce   ⋀ ( E )   =  s p an   ( ) ⊂ ,   an d   f o r   an y   L  ⊂   M,  ‖ ‖    =  ‖ ‖   ≥  ‖ ‖    w h er e  = ∑ ∈ . Usi n g   eq u atio n   ( 2 . 2 . 3 ) ,   it is   ea s y   to   s ee   t h at        P   (   τ   (   F(  x   ) )   (   ∧   ) )     =    ∧ | | | | , \ J K I M K ( − 1 ) ( , ) ,   (   x   )     ,                                                  (   2 . 2 . 4   )         W h er e  K   = { 1 , ⋯ , }  ⊂   M .     No te  th at  | I   |   ca n   ta k e  v alu e s   b et w ee n   m a x ( 0 , − )   a n d       ;  eq u iv ale n tl y ,       − |     |   r an g e s   b et w ee n   0  an d     –   ma x ( 0 , − )  = min ( ,   ) . T h en   w e  h a v e:     P   ( τ   ( F ( ) )   ( ) )      = l I n l M I | | ) , 0 m a x (                     ∧    | | | |    I l J N J , | | | |    | | \ J K I M K ( − 1 ) ( , )       ,   ( x )   .     R ea r r an g in g   ter m s   an d   s u b s ti t u ti n g   L   =  I  ⋃   K ,   w e  g et     P ( τ ( F ( ) ) ( ) )    =   l L M L | | (     l I n l L I | | ) , 0 m a x (                     | | | |    I l J N J ( − 1 ) ( , ) , \ , ( ) )     ,     O r   eq u iv ale n tl y ,     P ( τ ( F ( ) ) ( ) )   = l L M L | | (       l I n l K M K | | ) , m i n ( | | 0                        | | | | K J N J ( − 1 ) ( , ) \   ,   ( ) )         .     Fro m   th e  d ef in i tio n   o f   ℓ ( ℎ ( x ) )   f o r   an y   W     an d   f o r   ℎ ( x )   =    ( τ ( F ( ) ) ) ,   w e  k n o w   t h at      ‖ ℓ ( ℎ ( ) ) ‖ ,    =   ‖ ‖ ( ( ( ) ) ( ) )   ‖ ‖ ,   ,     W h er e  in   t h e  r ig h t  h a n d   s id e  o f   eq u atio n ,   t h e  i n n er   ‖   ⋅   ‖   is   e x te r io r   alg eb r a  o f   ℝ +   an d   ‖   ⋅   ‖ ,   th e  n o r m   d ef in e  i n   f o llo w i n g   eq u atio n ,       ‖ ‖ ,   =  s u p   {c :  ({ x   ∈   B   :  | ( ) | >  c} )   >0 }.     Fro m   th e  d ef i n it io n   o f   ‖   ⋅   ‖   n o r m   an d   th e  f ac t  t h at    is   an   ex p an d in g   b asi s   ele m e n t,   ‖ ‖   ( ) ( ) ‖ ‖ ,   is   g r ea ter   th a n   o r   eq u al  to   th e  ‖   ⋅   ‖ ,   n o r m   o f   th e  co e f f icien ts   o f   a n y         ,   i.e .                    ‖ ‖   ( ( ( ) ) ( ) ) ‖ ‖ ,         ≥       m a x | | l L M L ‖ ‖   ( (     l I n l K L K | | ) , m i n ( | | 0                         | | | | K J N J ( − 1 ) ( , ) \ , ,   ( ) L ‖ ‖ ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S   Vo l.6 ,   No .   2,   J u n e   201 7 :  117   –   1 2 5   124     ≥       m a x | | l L M L ‖ l I n l K L K | | ) , m i n ( | | 0                         | | | | K J N J ( − 1 ) ( , ) \ , , ( ) ‖ , .     I t  r em ai n s   to   s h o w   t h at  th er e  ex is t  0   ≤   ϱ  ≤   1   s u ch   th at  f o r   an y   w   =  ∑ ,   , ∧   co r r esp o n d in g   to   a   n o n ze r o   r atio n al  s u b s p ac e  W ,     m a x | | l L M L ‖ l I n l K L K | | ) . m i n ( | | 0                         | | | | K J N J ( − 1 ) ( , ) \ , ,   ( ) ‖ ,   ≥   ϱ .                                            ( 2 . 2 . 5 )     Fro m   th e  a s s u m p tio n   t h at  (   ,   )   is   n o n p lan ar ,  , ( x ) ’ s   li n ea r l y   i n d ep en d en t o n   B .   An d   th i s   i m p l i es  th at  t h er e  ex is t  0   <  ϱ    ≤   1   s u c h   t h at  f o r   an y   , ’ s   w h er e    I   ⊂   M  , J   ⊂   N,   | I  | = |   J  |   ≤   m i n   ( , )   w it h   ma x , { | , | }   ≥   1 ,   w e  h a v e:      ‖ J I , ,     ,     ( ) ‖ ,    ≥   ϱ .     Fro m   th is   f ac t  u n less   ,   =  0   f o r   all  I  ⊂   M ,  J   ⊂   N  an d   | I   | =  |   J   |   ≤   min ( , ) eq u atio n   ( 2 . 2 . 5 )   is   s atis f ied .   I f   ,   =  0   f o r   all  I  ⊂   M ,  J  ⊂   N ,   a n d   |   I  |   = |   J   |   ≤   min ( , ) ,   th en   w =0   an d   th e  co r r esp o n d in g   s u b s p ac e  W  i s   ze r o   . T h is   co n tr ad icts   to   t h e  ass u m p tio n   t h at  W  is   n o n ze r o .   T h is   s h o w s   t h at  f o r   th e  ca s e  1 ,   co n d itio n   ( 2 )   in   T h eo r e m 2 . 2 . 1   is   s ati s f ied .   Ca s e2 .   I f     ≥ ,  w e  n ee d   to   co n s id e r   th e  p r o j ec tio n   P ′   f r o m   ⋀   (  ℝ +   )   o n to     ∧   ⋀ − ( V ) .   Si m ilar l y ,   th e   i m a g e  o f   t h e  p r o j ec tio n   co n s is ts   o f   li n ea r   co m b in at io n s   o f   ex p an d in g   b as is   ele m en ts   s i n ce   f o r   an y   L  ⊂   N ,     ‖   ( M     ∧   L   )   ‖   ≥  − ‖ M   ∧   ‖    =     − ‖   ∧ ‖   ≥  ‖     ∧   ‖ .     T h en   f r o m   eq u at io n   ( 2 . 2 . 3 ) :      ˊ   ( τ (   F ( ) ) ( I ∧ J   ) )   =   ∧ ( | | | | , I m K J K ( − 1 ) ( , ) ∖   , ( )   ∖       ∧   J \ K )     =  ∧ ( | | | | , I m K J K ( − 1 ) ( , ) \ , ( ) J \ K ) .                                 ( 2 . 2 . 6 )     No te  th at  n o w   w e  m u s t  h a v e   ma x (   0 , − )   ≤ |   | ≤ ,   o r ,   eq u iv alen tl y ,   0 ≤   | M  \   I  |≤ − ma x   ( 0 , − )   = min   ( , + − )   . T h er ef o r e:     ˊ ( τ   ( F ( ) ) ( ) )   =  ∧ m I n l M I | | ) , 0 m a x (                     | | | |    I l J N J , | | | |         I m K J K ( − 1 ) ( , ) \ , ( x ) \ .     R ea r r an g in g   ter m s   an d   s u b s ti t u ti n g   L =  J   \ K   ,   w e  g et      ˊ ( τ ( F ( ) ) ( )   =   m l L M L | |    (     m I n l M I | | ) , 0 m a x (                     | | | |    I l J L J ( − 1 ) ( , ) ,   \   , \ ( ) )       ∧ L     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J AA S     I SS N:  2252 - 8814       F ed erer   Mea s u r e s ,   Go o d   a n d   N o n p la n a r   F u n ctio n s   o f Ma tr ic  Dio p h a n ti n e  …  ( F a iz a   A kra m )   125   =   m l L N L | |    (       ) , m i n ( | \ | 0                                 l n m m I M M I | | | | \ I m K L N K ( − 1 ) ( , ) , ∪ \ , ( ) )       ∧ L   .     Si m i lar l y   to   th e  ca s e  1 ,   w e  w a n t  to   s h o w   t h at  t h er e  ex is t   0   ≤   ϱ  ≤   1   s u ch   th at  f o r   an y   w   =  ∑ , , I ∧   co r r esp o n d in g   to   a  n o n ze r o   r atio n al  s u b s p ac e  ∶       m a x | |   m l L M L ‖ ) , m i n ( | \ | 0                                   l n m m I M M I | | | | \ I m K L N K ( − 1 ) ( , ) , ⋃ \ , ( ) ‖ ,   ≥   ϱ .                    ( 2 . 2 . 7 )     Usi n g   t h e  s a m e  ar g u m e n t  as  i n   ca s e  1 ,   s in ce   ,   ≠   0   s o m e  I,   J   an d   (   ,   )   is   n o n p lan ar   o n   B ,   th e  in eq u ali t y   ( 2 . 2 . 7 )   is   s atis f ied .   T h is   s h o w s   th a t  in   ca s e  2 ,   co n d itio n   ( 2 )   o f   T h eo r em   2 . 2 . 1   is   s atis f ied .   W e  h av e  s h o w n   t h at  b o th   co n d itio n   ( 1 )   an d   co n d itio n   ( 2 )   o f   T h eo r e m   2 .2 . 1   ar e  s atis f ied   in   T h eo r e m   1 .1 .1 ,   s o   w e  ca n   p r o v e  T h eo r em   1 . 1 . 1   b y   ap p l y in g   T h eo r e m   2 . 2 . 1   wi th   =   ˊ ( 1 )   ( ) .       4.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p ap er ,   w e  s tu d ied   lin e ar   co m b in at io n ,   n o n p la n ar   co n d itio n   ( C ,   α ) - g o o d   f u n ctio n .   W e  ap p ly   τ ( F ( ) )   to   w  an d   ca lcu late  th e  r esu lt  an d   af ter   ca lcu lati n g   τ ( F ( ) ) ( ) ap p ly   it  to   ca lcu latin g   ( ‖     ( ( ( ) ) ) ( ) ‖   , )   is   ( ′′′   , ) - good   on   ̃ .   W e  co n clu d e  th at  th e  r e s u lt o f   ap p l y i n g   τ ( F ( ) )   to   an y   t y p e   o f   b asis   ele m en t  is   a  lin ea r   co m b in at io n   o f   b a s is   elem e n t s   o f   d im en s io n   2   w it h   th e  co ef f icie n ts   ar e  1 , f  ( x ) s   o r   th e  d eter m i n a n ts   o f   2   b y   2   s u b m atr ice s   o f   F(x ) . W e  h a v e  s h o w n   t h at  b o th   co n d itio n s   ar e  s atis f ied .       RE F E R E NC E S    [1 ]   D.  Kle in b o c k ,   E.   L in d e n stra u ss   a n d   B.   W e iss,  “ o n   f ra c tal  m e a su re s  a n d   Dio p h a n ti n e   a p p ro x i m a ti o n , ”   S e lec ta   M a th . V o l . 1 0 ,   p p . 4 9 7 - 5 2 3 ,   2 0 0 4 .   [2 ]   D.  Kle in b o c k ,   “ Ba d ly   a p p ro x ima b le sy ste m s o f   a ff in e   f o rm s,  J .   Nu mb e r T h e o ry , ”   V o l . 7 9 ,   p p . 8 3 - 1 0 2 ,   1 9 9 9 .   [3 ]   D.  Kle in b o c k ,   “ A n   e x ten sio n   o f   q u a n ti tativ e   n o n d iv e rg e n c e   a n d   a p p l ica ti o n s  t o   Dio p h a n t in e   e x p o n e n ts, ”   T ra n s. Am e r. M a th .   S o c .   V o l. 3 6 0 ,   p p . 6 4 9 7 - 6 5 2 3 ,   2 0 0 8 .   [4 ]   D.  Kle in b o c k   a n d   G   . A .   M a r g u li s,  “ F lo w s  o n   h o m o g e n o u s  sp a c e s  a n d   Dio p h a n ti n e   a p p r o x im a ti o n   o n   m a n if o ld s, ”   An n .   M a th . Vo l. 1 4 8 ,   p p . 3 3 9 - 3 6 0 ,   1 9 9 8 .   [5 ]   G .   M a rg u li s,  “ On   th e   a c ti o n   o f   u n i p o te n t  g ro u p   in   th e   s p a c e   o f   latti c e s, ”   P r o c e e d in g s  o f   th e   S u m m e r  S c h o o l  o n   g ro u p   re p re se n tatio n s,   (Bu d a p e st  1 9 7 1 ),   A c a d e m i a i  Kia d o ,   B u d a p e st,  p p .   3 6 5 - 3 7 0 ,   1 9 7 5 .   [6 ]   V .   G .   S p ri n d ž u k .   “ M a h ler ’s   p ro b lem   in   me tric  n u m b e r  th e o ry , ”   T ra n sla ted   f ro m   th e   Ru ss ian   b y   B.   Vo lk m a n n .   T ra n sla ti o n s o f   M a th e m a ti c a l  M o n o - g ra p h s,   Am e r.   M a th .   S o c . ,   P ro v id e n c e ,   R. I. ,   1 9 6 9 .     [7 ]   V . G .   S p ri n d ž u k .   “ M o re   o n   M a h le r’s co n jec tu re .   D o k l. Aka d .   N a u k       S S S R , ”   p p . 1 5 5 :5 4 - 5 6 ,   1 9 6 4 .   [8 ]   J.W . S .   Ca ss e ls,   “ An   i n tro d u c ti o n   to   Dio p h a n ti n e   a p p ro x ima ti o n , ”   Ca m b rid g e   Un iv e rsit y   p re ss ,   Ne w Yo rk ,   1 9 5 7 .   [9 ]   K.  M a h ler,  “ Üb e r  d a s M a ss   d e r  M e n g e   a ll e r  S - Zah len , ”     M a t h .   A n n .   Vo l. 1 0 6 ,   p p . 1 3 1 - 1 3 9 ,   1 9 3 2 .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.