الرياضيات · المسرد

ما معنى دورة؟

يُعرف أيضًا باسم: مبادلة

تعريف 1.18 الرياضيات الجامعية — السنة 2 · الفصل 1 — المجموعات والبنى

Sn\mathfrak{S}_n هي زمرة تبديلات [ ⁣[1,n] ⁣]\intint{1}{n} (رتبتها n!n!). والدورة (a1a2ak)(a_1\,a_2\,\cdots\,a_k) ترسل a1a2aka1a_1 \mapsto a_2 \mapsto \dots \mapsto a_k \mapsto a_1 وتثبّت كل ما عداها؛ وkk هو طولها، والدورة ذات الطول 22 تُسمى مبادلة. وتكون دورتان منفصلتين إذا كان حاملاهما (أي مجموعتا النقاط غير الثابتة) منفصلين.

أمثلة

مثال 1.20 (نمط الدورات بوصفه إحصاءً)

كم عدد تبديلات S9\mathfrak{S}_9 ذات نمط الدورات (4,3,2)(4, 3, 2) — دورة من الطول 44، ودورة من الطول 33، ومبادلة؟ نختار الحوامل والترتيبات الدورية:

9!432=36288024=15120:\frac{9!}{4\cdot 3\cdot 2} = \frac{362\,880}{24} = 15\,120 :

نرصّ الرموز التسعة في سطر (9!9! طريقة)، ونُقوّس الأربعة الأولى ثم الثلاثة التالية ثم الأخيرين في دورات، ونقسم على الدورانات داخل كل قوس (44 و33 و22 منها) التي تعطي التبديلة نفسها. (والأطوال هنا مختلفة، فلا قسمة إضافية؛ أما الأطوال المتساوية فتقتضي أيضًا القسمة على تبديلات الأقواس المتساوية.) ورتبة كل تبديلة كهذه lcm(4,3,2)=12\operatorname{lcm}(4,3,2) = 12 وإشارتها (1)3(1)2(1)1=+1(-1)^3(-1)^2(-1)^1 = +1 (المبرهنة 1.19 ومبرهنة الإشارة أدناه). تقسيم واحد للعدد 99، وصنف تقارن واحد، وإحصاء واحد — فتوافقيات Sn\mathfrak{S}_n هي حساب التقسيمات.

مثال 1.23 (ثلاث طرق إلى إشارة واحدة)

ليكن σS5\sigma \in \mathfrak{S}_5 يرسل 1,2,3,4,51, 2, 3, 4, 5 إلى 3,5,4,1,23, 5, 4, 1, 2. عبر الدورات: 13411 \mapsto 3 \mapsto 4 \mapsto 1 و2522 \mapsto 5 \mapsto 2، ومنه σ=(134)(25)\sigma = (1\,3\,4)(2\,5) و ε(σ)=(1)2(1)1=1\varepsilon(\sigma) = (-1)^{2}(-1)^{1} = -1. عبر الانقلابات: في قائمة القيم 3,5,4,1,23, 5, 4, 1, 2 تكون الأزواج غير المرتبة هي (3,1)(3,1) و(3,2)(3,2) و(5,4)(5,4) و(5,1)(5,1) و(5,2)(5,2) و(4,1)(4,1) و(4,2)(4,2): أي سبعة، ومنه (1)7=1(-1)^7 = -1. عبر المبادلات: σ=(14)(13)(25)\sigma = (1\,4)(1\,3)(2\,5)، ثلاثة عوامل، ومنه (1)3=1(-1)^3 = -1. ثلاث حسابات، وتماثل واحد: فالوحدانية في المبرهنة 1.21 تضمن ألا يختلف أي نظام مسك دفاتر عن غيره — وهذا بالضبط ما يجعل ε\varepsilon صالحة بوصفها لا متغيّرًا (انظر مسألة نهاية الأسبوع).

اقرأ في الفصل ←