Кіріспе
Топтардың бейнелеу теориясы
шекті топтың тұрақты азайтылмайтын бейнелеулері
Математикада, және әсіресе топтық бейнелеулер теориясында, G тобының тұрақты бейнелеуі – G тобының өзіндегі трансляция арқылы жасалатын топтық әрекетімен берілетін сызықтық бейнелеу. Сол жақтан трансляциямен берілген сол жақ тұрақты бейнелеу λ және оң жақтан трансляцияның керісімен берілген оң жақ тұрақты бейнелеу ρ ерекшеленеді.
regular irreducible representations of a finite group
In mathematics, and in particular the theory of group representations, the regular representation of a group G is the linear representation afforded by the group action of G on itself by translation. One distinguishes the left regular representation λ given by left translation and the right regular representation ρ given by the inverse of right translation.
Топтың тұрақты өкілдік етуінің маңызы
G тобының әрқайсысы аударма арқылы өз-өзіне әрекет етеді. Егер бұл әрекетті пермутациялық бейнелеу деп қарастырсақ, онда ол G-нің бірлік субтобын {e} бір орбиталық және тұрақтандырушы ретінде сипаттайды. G-нің тұрақты бейнелеуі, берілген K өрісі үшін, осы пермутациялық бейнелеуді K үстіндегі векторлық кеңістіктің негіз векторларының жиынтығы ретінде қабылдау арқылы құрастырылған сызықтық бейнелеу. Мағынасы - пермутациялық бейнелеу ыдырамайтын болса да, ол транзитивті, тұрақты бейнелеу әдетте кішірек бейнелеулерге бөлінеді. Мысалы, егер G - шекті топ болса және K - кешенді сандар өрісі болса, тұрақты бейнелеу қайталанбайтын бейнелеулердің тікелей қосындысы ретінде ыдырайды, әр қайталанбайтын бейнелеу ыдырауда өзінің өлшемімен көбейтілген түрде пайда болады. Бұл азайтылмаушылардың саны G-нің конъюгация кластарының санына тең. Жоғарыдағы факт сипаттама теориясымен түсіндірілуі мүмкін. Естеріңізге сала кетейік, тұрақты бейнелеудің χ(g) сипаттамасы – V тұрақты бейнелеуіне әсер ететін g элементінің тұрақты нүктелерінің саны. Бұл g id емес болғанда χ(g) тұрақты нүктелерінің саны нөл екенін, ал g id болғанда |G|-ға тең екенін білдіреді. V-нің ⊕aiVi ыдырауын қарастырайық, мұнда Vi-лер G-нің қайталанбайтын бейнелеулері және ai-лер сәйкес келетін көптіктер. Сипаттама теориясы бойынша, ai көптігін есептеуге болады, яғни әрбір азайтылмаушы бейнелеудің көптігі оның өлшеміне тең. Топтық сақиналар туралы мақалада шекті топтар үшін тұрақты бейнелеу анықталады, сондай-ақ тұрақты бейнелеуді модуль ретінде қабылдау мүмкіндігі көрсетіледі.
The above fact can be explained by character theory. Recall that the character of the regular representation χ(g) is the number of fixed points of g acting on the regular representation V. It means the number of fixed points χ(g) is zero when g is not id and |G| otherwise. Let V have the decomposition ⊕aiVi where Vi's are irreducible representations of G and ai's are the corresponding multiplicities. By character theory, the multiplicity ai can be computed as
which means the multiplicity of each irreducible representation is its dimension. The article on group rings articulates the regular representation for finite groups, as well as showing how the regular representation can be taken to be a module.
Модуль теориясының көзқарасы
Құрылысты абстрактілірек қарастырғанда, топтық сақина K[G] өзінің үстінде модуль ретінде қарастырылады. (Мұнда сол жақтан немесе оң жақтан әрекет етуді таңдауға болады, бірақ бұл белгілеуден басқа маңызды емес.) Егер G шекті болса және K-ның сипаттамасы |G| бөле бермейтін болса, онда бұл жартылай жай сақина болады және біз оның сол (немесе оң) сақина идеалдарын зерттейміз. Бұл теория тереңінен зерттелген. Атап айтқанда, тұрақты өрнектің тікелей қосындыға жіктелуі G-тің K үстіндегі барлық азайғысыз сызықтық өрнектерінің изоморфизм кластарының өкілдерін қамтиды. Осы жағдайда тұрақты өрнекті өрнектер теориясы үшін толыққанды деп айтуға болады. Модульдік жағдай, яғни K-ның сипаттамасы |G| бөлетін жағдай, негізінен K[G] жартылай жай болмағандықтан қиын, өйткені өрнек тікелей қосындыға жіктелмей азайғысыз болмай қалуы мүмкін.
Топологиялық топтық жағдай
Топологиялық топ G үшін жоғарыда аталғандай тұрақты бейнелеу, G-дегі функциялардың сәйкес кеңістігімен алмастырылуы керек, мұнда G трансляция арқылы әрекет етеді. Компакт жағдай үшін Питер-Вейль теоремасына жүгініңіз. Егер G – Лай тобы болса, бірақ компактты да, абельдік те болмаса, бұл гармониялық талдаудың күрделі мәселесі болып табылады. Жергілікті компактты абельдік жағдай Понтрягин дуалдылық теориясының бір бөлігін құрайды.
Галуа теориясындағы қалыпты негіздер
Галуа теориясында L өрісі және L-дің автоморфизмдерінің шекті G тобы үшін, G-дің K тұрақты өрісі [L:K] = |G| теңдігіне ие болады. Шындығында, мынаны айтуға болады: L, K[G] модулі ретінде қарастырылғанда, тұрақты бейнелеу болып табылады. Бұл – қалыпты негіз теоремасының мазмұны. Қалыпты негіз – L өрісінің x элементі, онда G тобындағы g үшін g(x) K-ге қатысты L өрісінің векторлық кеңістігінің негізін құрайды. Мұндай x элементтері бар, және олардың әрқайсысы L-ден K[G]-ға K[G] изоморфизмін анықтайды. Алгебралық сандар теориясының тұрғысынан, L және K өрістерін олардың құрамындағы алгебралық бүтін сандар сақиналарымен алмастыруға тырысатын қалыпты интегралды негіздерді зерттеу қызығушылық тудырады. Гаусс бүтін сандары мысалында мұндай негіздердің болуы мүмкін емес екенін көруге болады: a + bi және a − bi ешқашан Z[i] сақинасының Z модульдік негізін құра алмайды, себебі 1-ді бүтін сандық комбинация түрінде жазуға болмайды. Мұның себептері Галуа модульдері теориясында жан-жақты зерттеледі.
Жалпы алгебралар
Топтық сақинаның тұрақты бейнелеуі сол және оң жақ тұрақты бейнелеулер изоморфты модульдерді береді (көп жағдайда жағдайларды ажырату қажеттілігі тумайды). A өрісіндегі алгебра берілгенде, A-ның өзінің үстінен сол модуль ретінде және оң модуль ретінде қарастырылғандағы арақатынасын сұрау тікелей түсініксіз. Топ жағдайында, K[G] сақинасының g базистік элементтеріне кері элементті қою арқылы анықталатын бейнелеу, K[G] сақинасын оның қарама-қарсы сақинасына изоморфты түрлендіреді. Ал жалпы жағдайда мұндай құрылым Фробен алгебрасы деп аталады. Аты айтқандай, оны XIX ғасырда Фробен енгізген. Олар 1+1 өлшемдегі топологиялық кванттық өріс теориясымен кобордизм гипотезасының нақты бір мысалы арқылы байланысты екені дәлелденді.