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Matemática · Glossário

O que é representação?

Também chamado de: representação irredutível

Definição 5.1 Matemática universitária — Graduação 3 · Capítulo 5 — Representações de grupos finitos

Uma representação de GG é um morfismo ρ ⁣:G→GL(V)\rho \colon G \to GL(V) para um C\C-espaço vetorial VV; dim⁡V\dim V é seu grau. Um subespaço W⊆VW \subseteq V é invariante se ρ(g)W⊆W\rho(g)W \subseteq W para todo gg; a restrição faz de WW uma subrepresentação. ρ\rho é irredutível se V≠0V \neq 0 e seus únicos subespaços invariantes são 00 e VV. Um morfismo entre (ρ,V)(\rho, V) e (σ,W)(\sigma, W) é uma aplicação linear f ⁣:V→Wf\colon V \to W com fρ(g)=σ(g)ff\rho(g) = \sigma(g)f para todo gg (equivariância); os ff bijetores são isomorfismos.

Exemplos

Exemplo 5.2

(a) Grau 11: morfismos G→C×G \to \C^\times. (b) A representação regular: V=CGV = \C^G com base (eh)h∈G(e_h)_{h \in G}, ρ(g)eh=egh\rho(g)e_h = e_{gh}; de grau ∣G∣\abs G. (c) Uma ação por permutações de GG sobre um conjunto finito XX dá a representação de permutação em CX\C^X: ρ(g)ex=eg⋅x\rho(g)e_x = e_{g\cdot x}. (d) SnS_n age em Cn\C^n permutando as coordenadas; o hiperplano {∑xi=0}\{\sum x_i = 0\} é invariante: é a representação padrão, de grau n−1n - 1.

Exemplo 5.15 (A tabela de S3S_3)

Classes: ee (tamanho 1), transposições (3), 33-ciclos (2); logo r=3r = 3 irredutíveis, de graus nin_i com ∑ni2=6\sum n_i^2 = 6: 1,1,21, 1, 2. Grau 11: a trivial 1\mathbf 1 e a assinatura ε\varepsilon. A última linha decorre da ortogonalidade das colunas (ou de χstd=χperm−1\chi_{\mathrm{std}} = \chi_{\mathrm{perm}} - \mathbf 1):

S3e(1 2) [3](1 2 3) [2]1111ε1−11χstd20−1\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}

Verificação: ⟨χstd,χstd⟩=16(4+0+2)=1\langle\chi_{\mathrm{std}},\chi_{\mathrm{std}}\rangle = \frac{1}{6}(4 + 0 + 2) = 1: é irredutível.

Exemplo 5.16 (A tabela de S4S_4)

Classes: ee [1], transposições [6], transposições duplas [3], 33-ciclos [8], 44-ciclos [6]: cinco irredutíveis, ∑ni2=24\sum n_i^2 = 24 com duas de grau 11 (1,ε\mathbf 1, \varepsilon; [S4:D(S4)]=[S4:A4]=2[S_4 : D(S_4)] = [S_4 : A_4] = 2): graus 1,1,2,3,31, 1, 2, 3, 3. A de grau 22 se levanta de S4/V≅S3S_4/V \cong S_3 (Proposição 5.13(b), com VV o grupo de Klein); as de grau 33: a representação padrão e sua torção por ε\varepsilon:

S4e [1](1 2) [6](1 2)(3 4) [3](1 2 3) [8](1 2 3 4) [6]111111ε1−111−1χ2202−10χstd31−10−1εχstd3−1−101\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; χ2\chi_2 avalia a tabela de S3S_3 na imagem de cada classe módulo VV.) Todas as verificações de ortogonalidade de linhas e colunas passam — fazer duas delas é o aquecimento do Exercício 5.3.

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