Wiskunde · Begrippenlijst

Wat is representatie?

Ook bekend als: irreducibele representatie

Definitie 5.1 Universitaire wiskunde — Bachelor jaar 3 · Hoofdstuk 5 — Representaties van eindige groepen

Een representatie van GG is een morfisme ρ ⁣:GGL(V)\rho \colon G \to GL(V) voor een C\C-vectorruimte VV; dimV\dim V heet de graad ervan. Een deelruimte WVW \subseteq V heet invariant als ρ(g)WW\rho(g)W \subseteq W voor alle gg; beperking maakt van WW een deelrepresentatie. ρ\rho heet irreducibel als V0V \neq 0 en haar enige invariante deelruimten 00 en VV zijn. Een morfisme tussen (ρ,V)(\rho, V) en (σ,W)(\sigma, W) is een lineaire f ⁣:VWf\colon V \to W met fρ(g)=σ(g)ff\rho(g) = \sigma(g)f voor alle gg (equivariantie); bijectieve ff heten isomorfismen.

Voorbeelden

Voorbeeld 5.2

(a) Graad 11: de morfismen GC×G \to \C^\times. (b) De reguliere representatie: V=CGV = \C^G met basis (eh)hG(e_h)_{h \in G} en ρ(g)eh=egh\rho(g)e_h = e_{gh}; graad G\abs G. (c) Een permutatiewerking van GG op een eindige verzameling XX geeft de permutatierepresentatie op CX\C^X: ρ(g)ex=egx\rho(g)e_x = e_{g\cdot x}. (d) SnS_n werkt op Cn\C^n door de coördinaten te permuteren; het hypervlak {xi=0}\{\sum x_i = 0\} is invariant: de standaardrepresentatie, van graad n1n - 1.

Voorbeeld 5.15 (De tafel van S3S_3)

Klassen: ee (grootte 1), de transposities (3), de 33-cykels (2); dus r=3r = 3 irreducibele representaties, van graden nin_i met ni2=6\sum n_i^2 = 6: 1,1,21, 1, 2. Graad 11: het triviale karakter 1\mathbf 1 en de signatuur ε\varepsilon. De laatste rij volgt uit de kolomorthogonaliteit (of uit χstd=χperm1\chi_{\mathrm{std}} = \chi_{\mathrm{perm}} - \mathbf 1):

S3e(12) [3](123) [2]1111ε111χstd201\begin{array}{c|ccc} S_3 & e & (1\,2)\ [3] & (1\,2\,3)\ [2]\\ \hline \mathbf 1 & 1 & 1 & 1\\ \varepsilon & 1 & -1 & 1\\ \chi_{\mathrm{std}} & 2 & 0 & -1 \end{array}

Controle: χstd,χstd=16(4+0+2)=1\langle\chi_{\mathrm{std}},\chi_{\mathrm{std}}\rangle = \frac{1}{6}(4 + 0 + 2) = 1: irreducibel.

Voorbeeld 5.16 (De tafel van S4S_4)

Klassen: ee [1], de transposities [6], de dubbele transposities [3], de 33-cykels [8] en de 44-cykels [6]: vijf irreducibele representaties met ni2=24\sum n_i^2 = 24 en twee van graad 11 (1,ε\mathbf 1, \varepsilon; want [S4:D(S4)]=[S4:A4]=2[S_4 : D(S_4)] = [S_4 : A_4] = 2): graden 1,1,2,3,31, 1, 2, 3, 3. Die van graad 22 tilt zich op uit S4/VS3S_4/V \cong S_3 (Propositie 5.13(b), met VV de viergroep van Klein); graad 33: de standaardrepresentatie en haar twist met ε\varepsilon:

S4e[1](12)[6](12)(34)[3](123)[8](1234)[6]111111ε11111χ220210χstd31101εχstd31101\begin{array}{c|ccccc} S_4 & e\,[1] & (1\,2)\,[6] & (1\,2)(3\,4)\,[3] & (1\,2\,3)\,[8] & (1\,2\,3\,4)\,[6]\\ \hline \mathbf 1 & 1 & 1 & 1 & 1 & 1\\ \varepsilon & 1 & -1 & 1 & 1 & -1\\ \chi_2 & 2 & 0 & 2 & -1 & 0\\ \chi_{\mathrm{std}} & 3 & 1 & -1 & 0 & -1\\ \varepsilon\chi_{\mathrm{std}} & 3 & -1 & -1 & 0 & 1 \end{array}

(χstd(g)=fix(g)1\chi_{\mathrm{std}}(g) = \operatorname{fix}(g) - 1; en χ2\chi_2 evalueert de S3S_3-tafel op het beeld van elke klasse modulo VV.) Alle rij- en kolomcontroles slagen — twee ervan uitvoeren is de opwarmer van Oefening 5.3.

Lees in het hoofdstuk →