Een representatie van G is een morfisme ρ:G→GL(V) voor een C-vectorruimte V; dimV heet de graad ervan. Een deelruimte W⊆V heet invariant als ρ(g)W⊆W voor alle g; beperking maakt van W een deelrepresentatie. ρ heet irreducibel als V=0 en haar enige invariante deelruimten 0 en V zijn. Een morfisme tussen (ρ,V) en (σ,W) is een lineaire f:V→W met fρ(g)=σ(g)f voor alle g (equivariantie); bijectieve f heten isomorfismen.
Voorbeelden
Voorbeeld 5.2
(a) Graad 1: de morfismen G→C×. (b) De reguliere representatie: V=CG met basis (eh)h∈G en ρ(g)eh=egh; graad ∣G∣. (c) Een permutatiewerking van G op een eindige verzameling X geeft de permutatierepresentatie op CX: ρ(g)ex=eg⋅x. (d) Sn werkt op Cn door de coördinaten te permuteren; het hypervlak {∑xi=0} is invariant: de standaardrepresentatie, van graad n−1.
Voorbeeld 5.15 (De tafel van S3)
Klassen: e (grootte 1), de transposities (3), de 3-cykels (2); dus r=3 irreducibele representaties, van graden ni met ∑ni2=6: 1,1,2. Graad 1: het triviale karakter 1 en de signatuur ε. De laatste rij volgt uit de kolomorthogonaliteit (of uit χstd=χperm−1):
S31εχstde112(12) [3]1−10(123) [2]11−1
Controle: ⟨χstd,χstd⟩=61(4+0+2)=1: irreducibel.
Voorbeeld 5.16 (De tafel van S4)
Klassen: e [1], de transposities [6], de dubbele transposities [3], de 3-cykels [8] en de 4-cykels [6]: vijf irreducibele representaties met ∑ni2=24 en twee van graad 1 (1,ε; want [S4:D(S4)]=[S4:A4]=2): graden 1,1,2,3,3. Die van graad 2 tilt zich op uit S4/V≅S3 (Propositie 5.13(b), met V de viergroep van Klein); graad 3: de standaardrepresentatie en haar twist met ε:
S41εχ2χstdεχstde[1]11233(12)[6]1−101−1(12)(34)[3]112−1−1(123)[8]11−100(1234)[6]1−10−11
(χstd(g)=fix(g)−1; en χ2 evalueert de S3-tafel op het beeld van elke klasse modulo V.) Alle rij- en kolomcontroles slagen — twee ervan uitvoeren is de opwarmer van Oefening 5.3.