特殊酉群

特殊酉群

群是一種只有一個運算的、比較簡單的代數結構;是可用來建立許多其他代數系統的一種基本結構。酉群是一類重要的典型群。在複數域的特殊情形,全體n×n酉方陣在矩陣乘法下構成的群稱為n次酉群,記為U(n)。

特殊酉群(special unitary group)是酉群的一個重要子群。酉群Un(K,f)的子群Un(K,f)∩SLn(K)稱為特殊酉群,記為SUn(K,f).U(n)的特殊酉群記為SU(n)。

概念介紹


特殊酉群(special unitary group)是酉群的一個重要子群。酉群U(K,f)的子群U(K,f)∩SL(K)稱為特殊酉群,記為SU(K,f).U(n)的特殊酉群記為SU(n)。若U(K,f)不是正交群,f是跡形式且指數≥1,則U(K,f)含有平延,稱為酉平延。此時U(K,f)中全體酉平延生成一個正規子群T(K,f),稱為酉平延群。若K交換,則除U(K,f)=U(F,f)的情形外,T(K,f)=SU(K,f)。當U(K,f)是辛群時酉平延改稱辛平延,此時T(K,f)=Sp(K,f).SU(K,f)和T(K,f)在自然同態GL(K)→PGL(K)下的像PSU(K,f)和PT(K,f)分別稱為射影特殊酉群和射影酉平延群。除少數例外情形外,PT(K,f)是單群,例外情形是:Sp(F),Sp(F),Sp(F)及U(K,f)≠Sp(K,f)時是:PU(F,f),PU(F,f),PU(F,f)。


群是一種只有一個運算的、比較簡單的代數結構;是可用來建立許多其他代數系統的一種基本結構。
設G為一個非空集合,a、b、c為它的任意元素。如果對G所定義的一種代數運算“·”(稱為“乘法”,運算結果稱為“乘積”)滿足:
(1)封閉性,a·b∈G;
(2)結合律,即(a·b)c = a·(b·c);
(3)對G中任意元素a、b,在G中存在惟一的元素x,y,使得a·x= b,y·a=b,則稱G對於所定義的運算“·”構成一個群。例如,所有不等於零的實數,關於通常的乘法構成一個群;時針轉動(關於模12加法),構成一個群。
滿足交換律的群,稱為交換群。
群是數學最重要的概念之一,已滲透到現代數學的所有分支及其他學科中。凡是涉及對稱,就存在群。例如,可以用研究圖形在變換群下保持不變的性質,來定義各種幾何學,即利用變換群對幾何學進行分類。可以說,不了解群,就不可能理解現代數學。
1770年,拉格朗日在討論代數方程根之間的置換時,首先引入群的概念,而它的名稱,是伽羅華在1830年首先提出的。

典型群


典型群是一類重要的群。一般線性群、酉群、辛群、正交群,以及它們的換位子群、對中心的商群等統稱為典型群。實數域和複數域上的典型群是李群的重要例子,它們的構造及表示在李群理論、幾何學、多複變函數論以至物理學中都起著重要作用。迪克森(Dickson,L.E.)通過對有限域上典型群的構造的研究得到了一大批有限單群。這是繼交錯群之後人們發現的又一批重要的有限單群系列。經過謝瓦萊(Chevalley,C.)的工作進一步擴展為有限李型單群的系列后,為有限單群分類的最後完成奠定了一個重要基礎。迪厄多內(Dieudonné,J.)將迪克森的工作加以推廣,通過研究任意體上的典型群的構造也得到了大量的單群。迪厄多內、施賴埃爾(Schreier,O.)、范·德·瓦爾登(Van der Waerden,B.L.)、華羅庚萬哲先等對研究典型群的構造、自同構及同構作出了重要貢獻。

子群


子群是群的特殊的非空子集。群G的非空子集H,若對G的乘法也成為群,則稱H為G的子群,記為H≤G。若子群H≠G,則稱H為G的真子群,記為HG或簡記為H

酉群


酉群是一類重要的典型群。在複數域的特殊情形,全體n×n酉方陣在矩陣乘法下構成的群稱為n次酉群,記為U(n)。一般地,設K是帶有對合J:a→a-的體,V是K上n維列向量空間,f(x,y)=x-Hy是V上非退化厄米特型或反厄米特型,這裡H∈GL(K)且=εH,ε=±1.若A∈GL(V)使f(Ax,Ay)=f(x,y)對所有的x,y∈V成立,則稱A是關於f的酉變換。關於f的全體酉變換組成GL(V)的一個子群,稱為關於f的酉群,記為U(K,f).從矩陣的觀點看,U(K,f)={A∈GL(K)|HA=H}。當f是交錯雙線性型時U(K,f)就是辛群Sp(K,f);當K的特徵≠2且f是對稱雙線性型時U(K,f)就是正交群O(K,f);當K是複數域,J是復共軛,H=I時,酉群U(K,f)就是酉群U(n)。

特殊線性群中的平延


特殊線性群亦稱幺模群。一般線性群的一個重要的子群。對A∈GL(K),若矩陣A-I的秩是1並且(A-I)=0,則稱A為平延。GL(K)中所有的平延生成一個正規子群,稱為K上n次特殊線性群,記為SL(K)。SL(K)也可由全體形如I+λE(i≠j,λ∈K)的初等矩陣生成,這裡E表示第(i,j)元素為1,其餘元素為0的n×n矩陣。當K交換時,SL(K)就是GL(K)中行列式為1的全體矩陣組成的子群。除SL(F)外,SL(K)是GL(K)的換位子群。
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