有限群表示论

✍ dations ◷ 2025-09-14 13:10:50 #群表示论

在数学里,表示理论是以线性变换的群来分析一般抽象群的一种技术。相关的介绍请见群表示,此条目则讨论含有有限个元素的群的表示理论。

此条目中的所有线性变换都是有限维的,且除了有另外提起外,都假定为复数。的表示是一个群同构 ρ: → GL(,C),由 至一般线性群 GL(,C) 的映射。因此,要选定一个表示,则只要将群内的每个元素配定一个方阵,其中方阵的相乘和群元素间的运算会是一样的。

若矩阵是实数的,则称 ρ 是 的一个实表示。换句话说, ρ() ⊂ GL(,R)。

表示 ρ: → GL(,C) 定义了 在向量空间 Cn 上的群作用,而且此一作用也可以完全决定 ρ 。因此,要选定一个表示,选定在表示的向量空间上的作用即已足够。

换言之,群 在复向量空间 上的作用可以推导出群代数 C 在向量空间 上的左作用,反之亦然。因此,表示会等价于左 C-模。

群代数 C是一个在复数上,以 作用的 || 维代数。(参见彼德-外尔定理中紧致群的例子。)而实际上, C是 × 的一个表示。更具体地来说,若 12 是 的元素,且 是 C 中相对应至 的 的一个元素,则

C 也可以以三种方式来做为 的表示:

这些都可以在 × 作用中被“找到”。

对许多的群而言,用矩阵来表示完全是一件很自然的事情。例如,一个二面体群 4 - 正方形的对称,即可以两个镜射矩阵的表示来产生:

这里, 是由 (,) 映射至 (− ,) 的镜射,而 则是由 (,) 映射至 (,) 的镜射。这些矩阵的相乘一共可以产生构成此群的八个矩阵。如上所述,可以以矩阵来表示,或者也可以以在二维向量空间 (,) 上的作用来表示。

此一表示是“真实的”-亦即,在矩阵和群的元素之间是一对一对应的,因为不存在在群作用下不变的 (,) 的子空间。

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