Кіріспе

Өкілдік теориясындағы комбинаторлық нысан. Математикада, Янг таблосы (/tæ/'b//l//oʊ/, /'tæ//b//l//oʊ/; көпше түрі: таблолар) – өкілдік теориясы мен Шуберт есебінде пайдалы комбинаторлық нысан. Ол симметриялық және жалпы сызықтық топтардың топтық өкілдіктерін сипаттаудың және олардың қасиеттерін зерттеудің ыңғайлы жолын ұсынады. Янг таблоларын 1900 жылы Кембридж университетінің математигі Альфред Янг енгізді. Оларды 1903 жылы Георг Фробениус симметриялық топты зерттеу үшін қолданды. Олардың теориясын Перси МакМахон, В. В. Д. Ходж, Г. де Б. Робинсон, Джан Карло Рота, Ален Ласкоукс, Марсель Пол Шутценбергер және Ричард П. Стэнли сияқты көптеген математиктер одан әрі дамытты.

Анықтамалар

Ескерту: Бұл мақалада Young диаграммалары мен кестелерін көрсету үшін ағылшын тіліндегі қабылданған тәсіл қолданылады.

Диаграммалар

Янг диаграммасы (көбінесе нүктелер түрінде бейнеленгенде Феррер диаграммасы деп те аталады) – сол жаққа тізілген қатарларға орналастырылған, қатар ұзындықтары кеміп отыратын шекті қораптар немесе жасушалар жиынтығы. Әр қатардағы қораптар санын тізімдеу n – нөл емес бүтін санның λ-бөлімін береді, бұл диаграммадағы барлық қораптардың саны. Янг диаграммасы λ пішіндес және осы бөлістегідей бірдей ақпаратты береді. Бір Янг диаграммасының екіншісіне кіруі барлық бөлістер жиынындағы ішінара реттелуді анықтайды, бұл шын мәнінде Янг торлы деп аталатын торлы құрылым. Янг диаграммасының әр бағанындағы қораптар санын тізімдеу λ-ның қосымша немесе транспозициялық бөлімін береді; бастапқы диаграмманы оның бас диагоналі бойынша көшіру арқылы осы пішіндегі Янг диаграммасын алуға болады. Янг диаграммаларының жасушаларын бүтін сандар жұбымен белгілеуде бірінші индекс диаграмманың қатарын, ал екінші индекс қатардағы жасушаны анықтайды деген кең пікір бар. Дегенмен, осы диаграммаларды және одан кейін кестелерді көрсету үшін екі әртүрлі конвенция бар: біріншісі әр қатарды алдыңғысының астына, екіншісі – үстіне қояды. Бірінші конвенция көбінесе ағылшын тілінде сөйлейтіндермен қолданылатындықтан, ал екіншісі – француз тілінде сөйлейтіндермен, осы конвенцияларды сәйкесінше ағылшын және француз нотациясы деп атау қалыпты; мысалы, симметриялық функциялар туралы кітабында Макдональд француз конвенциясын ұнататын оқырмандарға «осы кітапты айнада төңкеріп оқуды» кеңес береді (Макдональд 1979, 2-бет). Бұл номенклатура, әдетте, әзіл ретінде пайда болған. Ағылшын нотациясы матрицалар үшін әмбебап қолданылатын жазуға сәйкес келеді, ал француз нотациясы картезиандық координаттар конвенциясына жақын; алайда француз нотациясы сол конвенциядан вертикальді координатты бірінші орынға қою арқылы ерекшеленеді. Оң жақтағы суретте ағылшын нотациясын қолдана отырып, 10 санының (5, 4, 1) бөлісіне сәйкес келетін Янг диаграммасы көрсетілген. Баған ұзындықтарын өлшегендегі қосымша бөліс (3, 2, 2, 2, 1) болып табылады.

Қол мен аяқтың ұзындығы

Көптеген қолданбаларда, мысалы, Джек функцияларын анықтағанда, s қорабының aλ(s) қол ұзындығын ағылшын нотациясындағы λ диаграммасында s-тен оң жақтағы қораптар саны ретінде анықтау ыңғайлы. Сол сияқты, аяқ ұзындығы lλ(s) – бұл s-тен төмендегі қораптардың саны. Қораптың ілгек ұзындығы – ағылшын нотациясындағы s-тен оңға немесе s-тен төмендегі қораптардың саны, қораптың өзі де соның ішінде; яғни, ілгек ұзындығы aλ(s) + lλ(s) + 1-ге тең.

Кестелер

Жас кескіні – Янг диаграммасының шаршыларын әлдебір әліпбиден алынған символдармен толтыру арқылы алынады, әдетте бұл толығымен реттелген жиын болуы керек. Бастапқыда бұл әліпби индекстелген x1, x2, x3 айнымалыларының жиынтығы болды, бірақ қазір әдетте ықшамдық үшін сандар жиынтығы қолданылады. Симметриялық топтың өкілдіктеріне алғашқы қолданылуында Янг кестелерінің диаграмма шаршыларына кездейсоқ тағайындалған n түрлі жазбалары бар. Егер әрбір қатар мен бағандағы жазбалар өспесе, кесте стандартты деп аталады. n жазбасы бар жеке стандартты Янг кестелерінің саны инволюция сандарымен беріледі: 1, 1, 2, 4, 10, 26, 76, 232, 764, 2620, 9496. Басқа қолданыстарда бір санның кестеде бірнеше рет (немесе мүлдем) пайда болуына рұқсат ету орынды. Егер жазбалар әрбір қатар бойынша әлсіз өсіп, әр баған бойынша қатаң өсіп кетсе, онда кесте жартылай стандартты немесе бағандық деп аталады. Кестеде әрбір санның қанша рет пайда болғанын есепке алу кесте салмағы деп аталатын тізбек береді. Осылайша стандартты Янг кестелері – (1, 1, ..., 1) салмақтың жартылай стандартты кестелері, бұл n-ге дейінгі әрбір бүтін санның дәл бір рет пайда болуын талап етеді. Стандартты Янг кестесінде, егер бүтін сан төменгі қатарда пайда болса, онда ол түсу болып табылады. Түсулердің қосындысы кескіндеменің басқа индексі деп аталады. Сондықтан қисық диаграмманың пішінін тек толтырылған шаршылар жиынтығынан ғана анықтау мүмкін емес. Көптеген қисық кестелердің қасиеттері тек толтырылған шаршыларға ғана тәуелді болса да, олармен анықталған кейбір операциялар λ және μ туралы нақты білімді қажет етеді, сондықтан қисық кестелердің бұл ақпаратты сақтауы маңызды: екі түрлі қисық кесте тек пішінімен ғана ерекшеленуі мүмкін, ал олар бірдей шаршылар жиынтығын алып, әрқайсысы бірдей жазбалармен толтырылады. Янг кестелерін μ бос бөлігі (0) (0-дің бірегей бөлігі) болатын қисық кестелермен сәйкестендіруге болады. Кез келген λ/μ пішіндегі жартылай стандартты T кестесі оң бүтін сандар жазбаларымен бөлістер тізбегін (немесе Янг диаграммаларын) тудырады, μ-ден басталады және i бөлігі үшін i бөлігіне дейін тізбекке орналастырады, μ-ден алынған диаграмманы T-де ≤ i мәнін қамтитын барлық шаршыларды қосу арқылы алады; бұл бөліс ақырында λ-ға тең болады. Мұндай тізбектегі кез келген екі тізбектелген пішін – сызықты пішін, оның диаграммасында әр бағанда ең көп дегенде бір шаршы бар; мұндай пішіндер көлденең жолақтар деп аталады. Бұл бөлістердің тізбегі T-ны толық анықтайды және іс жүзінде жартылай стандартты кестелерді (қисық) осындай тізбектер ретінде анықтауға болады, мысалы, Macdonald (Macdonald 1979, 4 б.) жасағандай. Бұл анықтама λ және μ бөлістерін қисық кескінді құрайтын деректерге қосады.

Өтініштердің жалпы сипаттамасы

Жас кескіндер комбинаторика, өкілдік теориясы және алгебралық геометрияда көптеген қолданысқа ие. Янг кескіндерін санаудың әртүрлі әдістері зерттелді, бұл Шур функцияларының анықтамасына және сәйкестіктеріне әкелді. Шутценбергердің jeu de taquin және Робинсон-Шенстед-Кнут сәйкестігі сияқты көптеген комбинаторлық алгоритмдер белгілі. Ласкоукс және Шутценбергер барлық жартылай стандартты Янг кескіндері жиынтығындағы ассоциативтік өнімді зерттеді, осыған плактикалық моноид (фр. le monoïde plaxique) деп аталатын құрылым берді. Өкілдік теориясында k өлшемді стандартты Янг кестелері k әріптегі симметриялық топтың икемдемейтін өкілдіктеріндегі негіздерді сипаттайды. Жалпы сызықтық топтың шекті өлшемді икемдемейтін GLn өкілдігіндегі стандартты мономиалдық негіздер {1, 2, ..., n} алфавитімен берілген белгілі бір пішіндегі жартылай стандартты Янг кескіндері жиынтығы арқылы параметрленеді. Бұл инварианттық теория үшін маңызды салдарларға әкеледі, ол Грасманнның гомогенді координаттық сақинасы бойынша Ходж жұмысынан басталады және одан әрі Жан Карло Рота, де Кончини және Процеси, сондай-ақ Айзенбуд әріптестерімен бірге зерттелді. Литтлвуд-Ричардсон ережесі GLn-нің икемдемейтін өкілдіктерінің тензорлық көбейтінділерінің икемдемейтін компоненттерге жіктелуін сипаттайды. Алгебралық геометриядағы қолданыстар Грасманн және тулар бойынша Шуберт есептеуінің төңірегінде жинақталады. Кейбір маңызды когомология кластарын Шуберт полиномдары арқылы көрсетуге болады және Янг кестелері тұрғысынан сипаттауға болады.

Өкілдік теориясының қолданылуы

Янг диаграммалары күрделі сандардағы симметриялық топтың ирредуктибелді бейнелерімен бір-бірге сәйкес келеді. Олар ирредуктибелді бейнелер құрастырылатын Янг симметризаторларын анықтауға ыңғайлы тәсіл ұсынады. Бейне туралы көптеген фактілерді тиісті диаграммадан шығаруға болады. Төменде екі мысал келтіріледі: бейне өлшемін анықтау және шектелген бейнелер. Екі жағдайда да бейненің кейбір қасиеттерін оның диаграммасын ғана пайдаланып анықтауға болатынын көреміз. Янг табельдері атомдар, молекулалар және қатты денелердің кванттық химиялық зерттеулерінде симметриялық топты қолдануда маңызды рөл атқарады. Янг диаграммалары сондай-ақ жалпы сызықтық топ GLn (ең көп дегенде n бос емес қатары болғанда), немесе арнайы сызықтық топ SLn (ең көп дегенде n-1 бос емес қатары болғанда), немесе арнайы унитарлық топ SUn (қайтадан ең көп дегенде n-1 бос емес қатары болғанда) ирредуктибелді полиномдық бейнелерін параметризациялайды. Бұл жағдайларда стандартты табельдерге қарағанда n-ге дейінгі жазулары бар жартылай стандартты табельдер орталық рөл атқарады; атап айтқанда, бейне өлшемін осы табельдердің саны анықтайды.

Шектелген бейнелеулер

Sn - n элементтердегі симметриялық топтың бейнесі, Sn-1 элементтердегі симметриялық топтың да бейнесі болып табылады. Дегенмен, Sn-нің өзгермейтін бейнесі, Sn-1 үшін өзгермейтін болуы міндетті емес. Оның орнына, ол Sn-1 үшін өзгермейтін бірнеше бейнелердің тікелей қосындысы болуы мүмкін. Бұл бейнелер шектелген бейнелеудің факторлары деп аталады (индукцияланған бейнелеуге де қараңыз). Sn-нің берілген өзгермейтін бейнесінің, n-ді λ бөліміне сәйкес келетін шектелген бейнелеуінің осы бөлшектенуін анықтау мәселесі былай шешіледі. Бір адам λ пішіндес диаграммадан бір ғана шаршыны алып тастау арқылы алуға болатын барлық Янг диаграммаларының жиынтығын құрайды (ол шаршы қатары мен бағанының соңында болуы керек); содан кейін шектелген бейнелеу, осы диаграммаларға сәйкес келетін Sn-1-нің өзгермейтін бейнелерінің тікелей қосындысы ретінде ыдырайды, әрқайсысы қосындыда бір рет кездеседі.