On the number of homogeneous nondegenerate p-ary functions of the given degree | Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics. 2018. № 41. DOI: 10.17223/20710410/41/1

Let p be a prime number and F = GF(p). Suppose Vn is an n-dimensional vector space over F and e is a basis of Vn. Also, let ф: Vn м F. The function ф is called e-homogeneous if ф(х) = nV,e(x) for all x £ Vn, where nV,e is an n-variate homogeneous polynomial over F of degree at most p - 1 in each variable and x is the coordinate vector of x with respect to the basis e. The function ф is said to be nondegenerate if deg ф ^ 1 and deg dv

n \ {0}, where (dvф)(х) = ф(х + v) - ф(х) for all v,x £ Vn. This notion was introduced by O. A. Logachev, A. A. Sal'nikov, and V. V. Yashchenko in the case when p = 2. Our main results are as follows. First, we obtain a formula for the number HNp(n,d) of e-homogeneous nondegenerate functions ф: Vn м F of degree d (this number does not depend on e). Namely, if n ^ 1 and d £ {1,...,n(p - 1)}, then HNp(n, d) = n (-1)kp(2)+{n-fc} P M = £ (-1)|S|pCT(S)-|S|+{n-iS|} P, where |is the fc=0 LkJ p SC{1.....n} ldJ p is the Gaussian binomial coefficient, p and a(S) is the sum of all elements of S. The proof of this formula is based on the Mobius inversion. Previously, only formulas for HNp(n, 2) were known; unlike our formula, their forms depend on the parities of p and n. Second, we prove that HNp(n, d) ^ p{d}p - 1 - (pn - 1) ( p{ d }p - 1 ) /(p-1) for any d ^ 1 and n ^ d/(p-1). n Using this bound, we obtain that if d ^ 3, then HNp(n,d) ~ p{d}p as n м ж. For p = 2 the last two statements were proved by Yu. V. Kuznetsov. The proofs of our main results use a Jennings basis of the group algebra FGn, where Gn is an elementary abelian p-group of rank n.

Download file
Counter downloads: 179
  • Title On the number of homogeneous nondegenerate p-ary functions of the given degree
  • Headline On the number of homogeneous nondegenerate p-ary functions of the given degree
  • Publesher Tomask State UniversityTomsk State University
  • Issue Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics 41
  • Date:
  • DOI 10.17223/20710410/41/1
Keywords
p-ичная функция, однородная функция, невырожденная функция, степень функции, формула обращения Мёбиуса, групповая алгебра, фундаментальный идеал, базис Дженнингса, p-ary function, homogeneous function, nondegenerate function, degree of a function, Mobius inversion formula, group algebra, augmentation ideal, Jennings basis
Authors
References
Черемушкин А. В. Аддитивный подход к определению степени нелинейности дискретной функции // Прикладная дискретная математика. 2010. №2(8). С. 22-33.
Логачев О. А., Сальников А. А., Ященко В. В. Невырожденная нормальная форма булевых функций // Доклады РАН. 2000. Т. 373. №2. С. 164-167.
Логачев О. А., Сальников А. А, Смышляев С. В., Ященко В. В. Булевы функции в теории кодирования и криптологии. М.: ЛЕНАНД, 2015.
MacWilliams J. Orthogonal matrices over finite fields // Amer. Math. Monthly. 1969. V. 76. No. 2. P. 152-164.
Бондаренко Б. А. Обобщенные треугольники и пирамиды Паскаля, их фракталы, графы и приложения. Ташкент: Фан, 1990.
Айгнер М. Комбинаторная теория. М.: Мир, 1982.
Кац В. Г., Чен П. Квантовый анализ. М.: МЦНМО, 2005.
Кузнецов Ю. В. О числе невырожденных булевых форм // Труды лаборатории МГУ по математическим проблемам криптографии. 2000. С. 78-80.
Анохин М. И. О некоторых множествах групповых функций // Матем. заметки. 2003. Т. 74. №1. С. 3-11.
Jennings S. A. The structure of the group ring of a p-group over a modular field // Trans. Amer. Math. Soc. 1941. V. 50. No. 1. P. 175-185.
Циммерман К.-Х. Методы теории модулярных представлений в алгебраической теории кодирования. М.: МЦНМО, 2011.
Берман С. Д. К теории групповых кодов // Кибернетика. 1967. №1. С. 31-39.
Hill E. T. The annihilator of radical powers in the modular group ring of a p-group // Proc. Amer. Math. Soc. 1970. V.25. No. 4. P. 811-815.
 On the number of homogeneous nondegenerate p-ary functions of the given degree | Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics. 2018. № 41. DOI: 10.17223/20710410/41/1
On the number of homogeneous nondegenerate p-ary functions of the given degree | Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics. 2018. № 41. DOI: 10.17223/20710410/41/1
Download full-text version
Counter downloads: 575