Given a $k\times n$ integer primitive matrix $\bf{A}$ (i.e., a matrix can be extended to an $n\times n$ unimodular matrix over the integers) with the maximal absolute value of entries $\|\bf{A}\|$ bounded by {an integer} $\lambda$ from above, we study the probability that the $m\times n$ matrix extended from $\bf{A}$ by appending other $m-k$ row vectors of dimension $n$ with entries chosen randomly and independently from the uniform distribution over $\{0, 1,\ldots, \lambda-1\}$ is still primitive. We present a complete and rigorous proof of a lower bound on the probability, which is at least a constant for fixed $m$ in the range $[k+1, n-4]$. As an application, we prove that there exists a fast Las Vegas algorithm that completes a $k\times n$ primitive matrix $\bf{A}$ to an $n\times n$ unimodular matrix within expected $\tilde{O}(n^{\omega}\log \|\bf{A}\|)$ bit operations, where $\tilde{O}$ is big-$O$ but without log factors, $\omega$ is the exponent on the arithmetic operations of matrix multiplication.
翻译:$\ bf{ A} 美元 美元 (即,一个矩阵可以扩展为美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 (即,一个矩阵可以扩展为美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 以 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 以 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 以 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元</s>