กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 26 นาที

กลุ่มคลาสสิก

ในทางคณิตศาสตร์กลุ่มคลาสสิกคือกลุ่มเมทริกซ์ที่เกิดขึ้นจากปริภูมิเวกเตอร์มิติจำกัดและจากรูปแบบทวิเชิงเส้น เซสควิเชิงเส้นกำลังสองและ เฮอร์มิเชียน ที่ไม่เสื่อมสภาพ...

กลุ่มคลาสสิก

ในทางคณิตศาสตร์กลุ่มคลาสสิกคือกลุ่มเมทริกซ์ที่เกิดขึ้นจากปริภูมิเวกเตอร์มิติจำกัดและจากรูปแบบทวิเชิงเส้น เซสควิเชิงเส้นกำลังสองและ เฮอร์มิเชียน ที่ไม่เสื่อมสภาพ ในบริบทดั้งเดิมของกลุ่มลีซึ่งรวม ถึงกลุ่ม เชิงเส้นทั่วไปจริงเชิงซ้อนและควอเท อร์ เนียนกลุ่ม เชิง เส้นพิเศษกลุ่ม ตั้งฉาก กลุ่มเอกภาพและ กลุ่มซิ มเพล็กติกพร้อมกับกลุ่มอนาล็อกที่ไม่แน่นอน[ 1 ] [ 2 ]

ในภาษาของกลุ่มพีชคณิตเชิงเส้นกลุ่มคลาสสิกที่เชื่อมต่อกันคือกลุ่มลดรูปที่ เชื่อมต่อกัน ของประเภท Dynkin , , , และพร้อมกับรูปแบบของพวกมันเหนือฟิลด์ ใด ๆ[ 3 ] [ 4 ]เหนือและสิ่งนี้จะฟื้นคืนกลุ่ม Lie คลาสสิกที่คุ้นเคย ในขณะที่เหนือฟิลด์จำกัดจะได้รับกลุ่มคลาสสิกจำกัด[ 5 ] [ 6 ]

คำนี้มาจากหนังสือThe Classical GroupsของHermann Weyl [ 7 ]ในบรรดากลุ่ม Lie ที่เรียบง่ายกลุ่มคลาสสิกจะแตกต่างจากกลุ่ม Lie พิเศษ G 2 , F 4 , E 6 , E 7 , E 8ซึ่งมีคุณสมบัติเชิงนามธรรมเหมือนกัน แต่ไม่คุ้นเคยกัน[ 8 ]

บทความนี้เริ่มต้นด้วยกลุ่ม Lie แบบคลาสสิกบน, , และและต่อมาจะกล่าวถึงการกำหนดรูปแบบทั่วไปมากขึ้นบนฟิลด์ใดๆ

ภาพรวม

ในเอกสารทางวิชาการ มีการใช้คำว่ากลุ่มคลาสสิก สองแบบที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด ในเอกสารเกี่ยวกับกลุ่มเมทริกซ์แบบเก่า กลุ่มคลาสสิกคือกลุ่มเชิงเส้นเหนือ, , และพร้อมกับกลุ่มที่รักษาฟอร์มที่ไม่เสื่อมสภาพบนพื้นที่เหล่านั้น ในทฤษฎีสมัยใหม่ของกลุ่มพีชคณิต วลีนี้มักหมายถึงกลุ่มประเภท, , , และและฟอร์มของกลุ่มเหล่านั้นเหนือฟิลด์ทั่วไป[ 9 ] [ 10 ]

สำหรับบทความนี้ ตระกูลหลัก ๆ ได้แก่:

  • กลุ่มเชิงเส้นและ;
  • กลุ่มเชิงตั้งฉากที่ยึดติดกับรูปแบบทวิเชิงเส้นกำลังสองหรือสมมาตรที่ ไม่เสื่อมสภาพ
  • กลุ่มซิมเพล็กติกที่ยึดติดกับรูปแบบสลับที่ไม่เสื่อมสภาพ
  • กลุ่มเอกภาพที่แนบกับรูปแบบเฮอร์มิเชียนที่ไม่เสื่อมสภาพเมื่อเทียบกับการผกผัน[ 11 ] [ 12 ]

กลุ่ม Lie คลาสสิกแบบ ง่ายที่เชื่อมต่อกันคือตระกูลของประเภท, , , และรูปแบบจริงแบบกระชับของพวกมันคือ, , และ[ 13 ]

กลุ่มคลาสสิกมาตรฐานทั้งแบบจำนวนจริง จำนวนเชิงซ้อน และจำนวนควอเทอร์เนียน แสดงอยู่ในตารางต่อไปนี้:

ชื่อ กลุ่ม สนาม รักษารูปทรงไว้ กลุ่มย่อยขนาดกะทัดรัดสูงสุดพีชคณิตลีระบบราก
เส้นตรงพิเศษ
เส้นตรงพิเศษที่ซับซ้อน
ควอเทอร์เนียนเชิงเส้นพิเศษ
(ไม่แน่นอน) ออร์โธโกนอลพิเศษ ไบลิเนียร์สมมาตร ถ้า; ถ้า
เชิงซ้อน พิเศษ ตั้งฉาก ไบลิเนียร์สมมาตร ถ้า; ถ้า
ซิมเพล็กติกจริง สลับแบบไบลิเนียร์
ซิมเพล็กติกเชิงซ้อน สลับแบบไบลิเนียร์
(ไม่แน่นอน) เอกภาพพิเศษ เฮอร์มิเชียน
(ไม่แน่นอน) ควอเทอร์เนียน ยูนิแทรี เฮอร์มิเชียน
ควอเทอร์เนียนออร์โธโกนอล เฮอร์มิเชียนเฉียง

กลุ่มเชิงเส้น

กลุ่มเชิงเส้นพิเศษที่แท้จริงและซับซ้อน

สำหรับหรือกลุ่มเชิงเส้นพิเศษคือ

พีชคณิตลีของมันคือ

ดังนั้นจึงประกอบด้วยเมทริกซ์จำนวนจริงที่ไม่มีร่องรอยทั้งหมด และประกอบด้วยเมทริกซ์ จำนวนเชิงซ้อนที่ไม่มีร่องรอยทั้งหมด

รูปแบบและกลุ่มออโตมอร์ฟิซึม

กลุ่มคลาสสิกสามารถอธิบายได้อย่างเป็นธรรมชาติที่สุดว่าเป็นกลุ่มออโตมอร์ฟิซึมของรูปแบบที่ไม่เสื่อมสภาพบนปริภูมิเวกเตอร์มิติจำกัด[ 14 ] [ 15 ]

ให้ เป็น ปริมาณเวกเตอร์มิติจำกัดเหนือหรือรูปแบบทวิเชิงเส้นบนคือแผนที่

ซึ่งเป็นเชิงเส้นในแต่ละตัวแปรรูปแบบเซสควิลิเนียร์บนปริภูมิเวกเตอร์เชิงซ้อนคือแผนที่

นั่นคือเป็นเชิงเส้นคู่ควบในตัวแปรแรกและเป็นเชิงเส้นในตัวแปรที่สอง[ 16 ]

สำหรับปริภูมิเวกเตอร์ควอเทอร์เนียน มักจะทำงานกับ ปริภูมิเวกเตอร์ ขวา ในการตั้งค่าดังกล่าว รูปแบบที่เกี่ยวข้องคือรูปแบบเฮอร์มิเชียนควอเทอร์เนียนหรือรูปแบบเฮอร์มิเชียนเฉียงควอเทอร์เนียน ซึ่งเป็นเชิงเส้นคู่ควบในตัวแปรแรกและเป็นเชิงเส้นในตัวแปรที่สอง[ 17 ]

ถ้าเป็นรูปแบบที่ไม่เสื่อมสภาพบนกลุ่มออโตมอร์ฟิซึมของมันคือ

หลังจากเลือกฐานแล้วจะถูกแทนด้วยเมทริกซ์แกรมและกลายเป็นกลุ่มเมทริกซ์ที่กำหนดโดยสมการใดสมการหนึ่ง

ขึ้นอยู่กับว่าเป็นแบบทวิเชิงเส้นหรือแบบเซสควิเชิงเส้น[ 18 ]

พีชคณิตลีของคือ

หรือในรูปแบบเมทริกซ์

[ 19 ]

รูปแบบสมมาตร รูปแบบสลับ รูปแบบเฮอร์มิเชียน และรูปแบบเฮอร์มิเชียนเฉียง

รูปแบบทวิเชิงเส้นคือ:

  • สมมาตรถ้า;
  • สลับ (หรือสมมาตรเฉียง เมื่อ) ถ้าสำหรับทุกเทียบเท่ากับ[ 20 ]

รูปแบบเซสควิลิเนียร์คือ:

  • เฮอร์มิเชียนถ้า;
  • เฉียงเฮอร์มิเชียนถ้า. [ 21 ]

รูปแบบทวิเชิงเส้นสมมาตรที่ไม่เสื่อมสภาพจะถูกจำแนกตามลายเซ็นของพวกมันรูป แบบทวิเชิงเส้นสมมาตรที่ไม่เสื่อมสภาพทั้งหมดของมิติที่กำหนดจะเทียบเท่ากัน รูปแบบสลับที่ไม่เสื่อมสภาพมีอยู่เฉพาะในมิติคู่ และ เหนือทั้งสองและรูปแบบดังกล่าวทั้งหมดจะเทียบเท่ากัน[ 22 ]

บนปริภูมิเวกเตอร์เชิงซ้อน การคูณฟอร์มแบบเฉียงเฮอร์มิเชียนด้วย จะได้ฟอร์มแบบเฮอร์มิเชียน ดังนั้นทั้งสองกรณีจึงนำไปสู่กลุ่มไอโซเมตรีเดียวกัน ยกเว้นการเปลี่ยนแปลงข้อตกลงที่ไม่เป็นอันตราย[ 23 ]ในทางตรงกันข้าม บนปริภูมิเวกเตอร์ควอเทอร์เนียน จะไม่มีฟอร์มทวิเชิงเส้นที่ไม่เป็นศูนย์ ดังนั้นจึงเกิดเฉพาะกรณีเฮอร์มิเชียนและเฉียงเฮอร์มิเชียนเท่านั้น[ 24 ]

กลุ่มที่รักษารูปแบบทวิเชิงเส้น

กลุ่มออร์โธโกนอล

ให้เป็นรูปแบบทวิเชิงเส้นสมมาตรที่ไม่เสื่อมสภาพ

โดยทั่วไปแล้วสามารถเลือกพื้นฐานได้ดังนี้

โดยที่กลุ่มออโตมอร์ฟิซึมของมันคือกลุ่มออร์โธโกนอลที่ไม่แน่นอน

กลุ่มย่อยของดีเทอร์มิแนนต์คือกลุ่มออร์โธโกนอลพิเศษ

[ 25 ]

เมื่อกลุ่มออร์โธโกนอลขนาดกะทัดรัดนี้เป็นกลุ่มย่อยดีเทอร์มิแนนต์[ 26 ]

เหนือรูปแบบทวิเชิงเส้นสมมาตรที่ไม่เสื่อมสภาพทุกรูปแบบจะเทียบเท่ากับรูปแบบมาตรฐาน

กลุ่มออโตมอร์ฟิซึมของมันคือกลุ่มออร์โธโกนอลเชิงซ้อน

ด้วยกลุ่มย่อยตัว กำหนด [ 27 ]

พีชคณิตลีที่สอดคล้องกันคือ

[ 28 ]

ถ้า

โดยที่ขนาดบล็อกคือ, , , และ, ความสัมพันธ์ที่กำหนดสำหรับจะเทียบเท่ากับ

การเขียน

หนึ่งจะได้รับรูปแบบบล็อก

ดังนั้นพื้นที่ของเมทริก ซ์สมมาตรเฉียงเชิงซ้อนจึงเป็นเช่นนี้

กลุ่มซิมเพล็กติก

ให้เป็นรูปแบบทวิเชิงเส้นสลับที่ไม่เสื่อมสภาพบนปริภูมิเวกเตอร์มิติโดยที่หรือสามารถเลือกฐานใน ซึ่ง

กลุ่มออโตมอร์ฟิซึมของมันคือกลุ่มซิมเพล็กติก

นักเขียนหลายคนเขียนและ เขียน เพื่อกลุ่มเหล่านี้[ 29 ]

พีชคณิตลีของมันคือ

ในทำนองเดียวกัน ทุกองค์ประกอบมีรูปแบบเป็นบล็อก

สมมาตรและ[ 30 ]

กลุ่มที่รักษารูปแบบเซสควิลิเนียร์

กลุ่มเอกภาพ

ให้เป็นรูปแบบเฮอร์มิเชียนที่ไม่เสื่อมสภาพบนปริภูมิเวกเตอร์เชิงซ้อนที่มีมิติn เราอาจเลือกฐานใน ซึ่ง

ที่ไหน[ 31 ]

กลุ่มออโตมอร์ฟิซึมของมันคือกลุ่มเอกภาพ

กลุ่มย่อยของดีเทอร์มิแนนต์คือกลุ่มเอกภาพพิเศษ

[ 32 ]

เมื่อกลุ่มเอกภาพขนาดกะทัดรัดนี้เป็นกลุ่มย่อยดีเทอร์มิแนนต์[ 33 ]

พีชคณิตลีของมันคือ

[ 34 ]

ถ้า

ดังนั้น ความสัมพันธ์ที่กำหนดจึงเทียบเท่ากับ

ในรูปแบบบล็อก

พีชคณิตลีเอกภาพพิเศษคือพีชคณิตย่อยไร้ร่องรอย

กลุ่มควอเทอร์เนียน

สำหรับกลุ่มคลาสสิกควอเทอร์เนียน การระบุลักษณะดังกล่าวเป็นเรื่องสะดวก

และเพื่อแสดงควอเทอร์เนียนด้วยเมทริกซ์เชิงซ้อน

สิ่งนี้ขยายไปสู่การฝังตัว

[ 35 ]

GL( n , H ) และ SL( n , H )

กลุ่มนี้ประกอบด้วยเอนโดมอร์ฟิซึมเชิงเส้นควอเทอร์เนียนที่ผกผันได้ของปริภูมิเวกเตอร์ด้านขวาโดยผ่านการฝังเชิงซ้อนข้างต้น ทำให้กลุ่มนี้กลายเป็นกลุ่มย่อยลีจริงของที่ประกอบด้วยเมทริกซ์ในรูปแบบ

[ 36 ]

ดังนั้นพีชคณิตลีของมันจึงเป็น

รูปแบบจริงที่สอดคล้องกันของจะถูกแสดงด้วยและในฐานะกลุ่ม Lie มันจะสมมาตรกับกลุ่มที่เขียนตามธรรมเนียมและเป็นกลุ่มย่อยของที่มีองค์ประกอบที่มีบรรทัดฐานลดลง 1 [ 37 ]

พีชคณิตลีของมันคือ

Sp( p , q )

ปล่อยและปล่อย

เป็นรูปแบบเฮอร์มิเชียนควอเทอร์เนียนที่ไม่เสื่อมสภาพ กลุ่มไอโซเมตรีของมันคือกลุ่มเอกภาพควอเทอร์เนียน

[ 38 ]

เมื่อกลุ่มขนาดกะทัดรัดนี้มักจะเขียนว่า[ 39 ]

เมื่อมองว่าเป็นกลุ่มย่อยของ กลุ่มนี้ กลุ่มจะรักษารูปแบบเฮอร์มิเชียนที่ซับซ้อนของลายเซ็นและรูปแบบสลับที่ซับซ้อนที่ไม่เสื่อมสภาพไว้[ 40 ]พีชคณิตลีของมันคือ

[ 41 ]

ถ้า

เมื่อใช้บล็อกควอเทอร์เนียน ความสัมพันธ์ที่กำหนดจะเทียบเท่ากับ

ในรูปแบบบล็อก

SO * (2n)

ให้พิจารณารูปแบบควอเทอร์เนียนแบบเฉียงเฮอร์มิเชียน

กลุ่มไอโซเมตรีของมันคือกลุ่ม Lie ที่แท้จริง

ซึ่งเป็นรูปแบบที่แท้จริงของ [ 42 ]

ในทำนองเดียวกัน ถ้า

จากนั้นจึงอาจรับรู้ได้ว่าเป็นกลุ่มย่อย

การผกผันที่กำหนดรูปแบบจริงนี้อยู่ที่ไหน[ 43 ]

พีชคณิต Lie ของมันแสดงด้วย[ 44 ]

การรับรู้เชิงซ้อนมาตรฐานของคือกลุ่มย่อยของ ที่รักษารูปแบบทวิเชิงเส้นสมมาตรพร้อมเมทริกซ์แกรมไว้

และรูปแบบเฮอร์มิเชียนที่มีเมทริกซ์แกรม

ในทำนองเดียวกัน

พีชคณิตลีของมันคือ

กลุ่มคลาสสิกเหนือฟิลด์ใดๆ

กลุ่มคลาสสิก เหนือฟิลด์คือกลุ่มของออโตมอร์ฟิซึมเชิงเส้นของปริภูมิเวกเตอร์มิติจำกัดที่ไม่รักษาโครงสร้างเพิ่มเติมใดๆ หรือรูปแบบสลับที่ไม่เสื่อมสภาพ รูปแบบกำลังสอง หรือรูปแบบเฮอร์มิเชียน[ 5 ] [ 10 ]เหนือฟิลด์และกลุ่มเหล่านี้จะฟื้นคืนกลุ่ม Lie คลาสสิกที่คุ้นเคย ในขณะที่เหนือฟิลด์จำกัด กลุ่มของจุดตรรกยะจะให้กลุ่มคลาสสิกจำกัด[ 6 ]

กลุ่มเชิงเส้น

ให้เป็นปริมาณเวกเตอร์มิติ เหนือกลุ่มเชิงเส้นทั่วไปของคือ

และกลุ่มเชิงเส้นพิเศษคือ

หลังจากเลือกฐานแล้ว สิ่งเหล่านี้จะกลายเป็นกลุ่มเมทริกซ์และผลหารเชิงโปรเจกทีฟของพวกมันคือกลุ่มเชิงเส้นทั่วไปเชิงโปรเจกทีฟและกลุ่มเชิงเส้นพิเศษเชิงโปรเจกที[ ​​3 ]

กลุ่มที่รักษารูปแบบไว้

กลุ่มคลาสสิกอื่นๆ เกิดขึ้นเป็นกลุ่มออโตมอร์ฟิซึมของรูปแบบที่ไม่เสื่อมสภาพ[ 5 ] [ 12 ]

ถ้าเป็นรูปแบบทวิเชิงเส้นสลับที่ไม่เสื่อมสภาพบนกลุ่มไอโซเมตรีของมันคือกลุ่มซิมเพล็กติก

สำหรับกรณีนี้ข้อความนี้เขียนขึ้นหลังจากเลือกฐานแล้ว

ถ้าเป็นรูปแบบกำลังสองที่ไม่เสื่อมสภาพบนกลุ่มไอโซเมตรีของมันคือกลุ่มออร์โธโกนอล

เมื่อกลุ่มนี้จะเทียบเท่ากับกลุ่มที่รักษารูปแบบทวิเชิงเส้นสมมาตรที่เกี่ยวข้อง ในลักษณะเฉพาะ 2 กลุ่มตั้งฉากยังคงถูกกำหนดจากรูปแบบกำลังสอง แต่ความสัมพันธ์กับรูปแบบทวิเชิงเส้นที่เกี่ยวข้องนั้นซับซ้อนกว่า[ 12 ] สำหรับกลุ่มตั้งฉากเหนือฟิลด์ทั่วไป มักจะพิจารณากลุ่มย่อยด้วยในกรณีไอโซโทรปิกและในลักษณะเฉพาะที่ไม่ใช่ 2 อาจอธิบายได้ว่าเป็นเคอร์เนลของบรรทัดฐานสปินเนอร์ซึ่งเป็นโฮโมมอร์ฟิซึมจาก(หรือโดยทั่วไปจากกลุ่มย่อยดัชนี 2 ที่เหมาะสมของ) ไปยังในทฤษฎีของกลุ่มคลาสสิกจำกัด กลุ่มง่ายมักจะเป็นมากกว่า[ 45 ]

ถ้าเป็นส่วนขยายของฟิลด์ กำลังสอง หรือโดยทั่วไปแล้ว ถ้ามีอินโวลูชันและเป็นรูปแบบเฮอร์มิเชียนที่ไม่เสื่อมสภาพ บน ปริภูมิเวกเตอร์มิติจำกัดกลุ่มไอโซเมตรีของมันจะเป็นกลุ่มเอกภาพ

กลุ่มย่อย ที่ได้มาคือกลุ่มเอกภาพพิเศษ [ 12 ]

นอกจากนี้ยังมีกลุ่มความคล้ายคลึง ที่สอดคล้องกัน , , และซึ่งองค์ประกอบจะรักษารูปแบบที่เกี่ยวข้องไว้จนถึงการคูณด้วยสเกลาร์ เวอร์ชันเชิงโปรเจกทีฟได้มาจากการหารด้วยศูนย์กลาง[ 4 ]

กลุ่มคลาสสิกในฐานะกลุ่มพีชคณิต

ในภาษาของเรขาคณิตเชิงพีชคณิตกลุ่มพีชคณิตเชิงเส้นเหนือคือแผนผังกลุ่มแอฟฟินเรียบ ซึ่งเทียบเท่ากับกลุ่มย่อยปิดเรียบของบางกลุ่ม[ 4 ] [ 3 ] จากมุมมองนี้ กลุ่มคลาสสิกที่เชื่อมต่อกันคือกลุ่มลดรูปที่เชื่อมต่อกันของประเภท Dynkin , , , และพร้อมกับรูปแบบเหนือฟิลด์ที่ไม่ปิดเชิงพีชคณิต[ 4 ]

กลุ่มคลาสสิกแบบแยกส่วนแสดงโดยตัวอย่างมาตรฐานต่อไปนี้:

  • ประเภท: และ;
  • ประเภท: และฝาครอบที่เชื่อมต่อกันอย่างง่าย;
  • ประเภท: และ;
  • ประเภท: และ. [ 4 ] [ 3 ]

ในฟิลด์ทั่วไป จะได้รับกลุ่มคลาสสิกเพิ่มเติมในรูปแบบภายในหรือภายนอกของกลุ่มแยกเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น กลุ่มเอกภาพเป็นรูปแบบภายนอกของประเภทและกลุ่มออร์โธโกนอลหรือซิมเพล็กติกจำนวนมากถูกจำแนกตามรูปแบบกำลังสองหรือเฮอร์มิเชียน[ 12 ] [ 4 ]

เมื่อเป็นฟิลด์จำกัด กลุ่มของจุด -rational ของกลุ่มพีชคณิตเหล่านี้จะให้กลุ่มจำกัดประเภท Lie ตระกูลคลาสสิกประกอบด้วยกลุ่มต่างๆ เช่น, , , และกลุ่มตั้งฉากจำกัด[ 6 ]

กลุ่มคลาสสิกจากพีชคณิตเชิงเดี่ยวแบบศูนย์กลางที่มีการผกผัน

ส่วนก่อนหน้านี้ได้อธิบายกลุ่มคลาสสิกที่ติดอยู่กับปริภูมิเวกเตอร์เหนือฟิลด์ พร้อมกับกลุ่มเอกภาพที่เกี่ยวข้องกับส่วนขยายฟิลด์กำลังสอง ซึ่งครอบคลุมกลุ่มคลาสสิกแบบแยกส่วนและกลุ่มเอกภาพทั่วไป แต่ไม่รวมถึงตระกูลควอเทอร์เนียนเหนือเนื่องจากไม่ใช่พีชคณิตแบบง่ายแบบแยกส่วน ในการจัดการกลุ่มคลาสสิกที่เหลือ เราจึงแทนที่ปริภูมิเวกเตอร์เหนือฟิลด์ด้วยโมดูลเหนือพีชคณิตแบบง่ายส่วนกลาง ที่ มีการผกผัน การสร้างกลุ่มคลาสสิกตามปกติในส่วนก่อนหน้านี้จะได้รับการกู้คืนเมื่อพีชคณิตเป็นพีชคณิตเมทริกซ์เหนือหรือในกรณีเอกภาพ เหนือส่วนขยายฟิลด์กำลังสองของ[ 46 ] [ 47 ]

บนฟิลด์จำกัด กลไกพีชคณิตเชิงง่ายส่วนกลางนี้ไม่ได้สร้างกลุ่มคลาสสิกเพิ่มเติมไปกว่ากลุ่มเมทริกซ์ตามปกติ เนื่องจากพีชคณิตเชิงง่ายส่วนกลางทุกตัวบนฟิลด์จำกัดนั้นสามารถแยกออกได้ ดังนั้น กลุ่มคลาสสิกจำกัดจึงสามารถอธิบายได้ในภาษาของพีชคณิตที่มีการผกผัน แต่ไม่มีตัวอย่างที่ไม่แยกออกอย่างแท้จริงเกิดขึ้นในบริบทนั้น

ทฤษฎีพีชคณิตที่สมบูรณ์ที่มีการผกผันยังใช้คู่กำลังสองในกรณีตั้งฉาก รูปแบบพิเศษนั้นจำเป็นเฉพาะสำหรับการจัดการลักษณะเฉพาะ 2 เท่านั้น[ 46 ] ต่อจากนี้ไป จะเป็นฟิลด์ที่มีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างจากสอง

การผกผันและประเภททั้งสาม

ให้เป็นพีชคณิตแบบง่ายส่วนกลางเหนือและให้เป็นการผกผัน มีสองกรณีพื้นฐาน[ 48 ]

ถ้ากระทำอย่างไม่สำคัญบนจุดศูนย์กลางของแล้วจะเรียกว่า เป็นชนิดแรกในลักษณะเฉพาะที่แตกต่างจากสอง อินโวลูชันชนิดแรกจะแบ่งออกเป็นสองประเภท ขึ้นอยู่กับว่ามันกลายเป็นแอดจอยต์ของรูปแบบสมมาตรหรือสลับกันหลังจากเทนเซอร์ด้วยส่วนปิดที่แยกได้ของตามลำดับ:

  • การผกผันเชิงตั้งฉาก ;
  • การผกผันเชิงซิ มเพล็กติก[ 48 ]

ถ้าศูนย์กลางของเป็นพีชคณิตเอตาล กำลังสอง และเหนี่ยวนำออโตมอร์ฟิซึมที่ไม่ธรรมดาของแล้วจะเรียกว่า เป็นเอกภาพหรือชนิดที่สอง[ 48 ]

การแบ่งสามส่วนนี้สอดคล้องกับตระกูลคลาสสิกสามตระกูลนอกเหนือจากกลุ่มเชิงเส้นทั่วไป:

  • ประเภทตั้งฉากสำหรับประเภท Dynkin และ;
  • ประเภทซิมเพล็กติกสำหรับประเภทไดน์กิน;
  • ประเภทเอกภาพสำหรับรูปแบบภายนอกของประเภทDynkin [ 48 ] [ 49 ]

กลุ่มที่ยึดติดกับ ( A ,τ)

สำหรับพีชคณิตเชิงเดี่ยวแบบศูนย์กลางใดๆเราเขียนว่า

สำหรับกลุ่มขององค์ประกอบที่ผกผันได้ และ

สำหรับแกนหลักของบรรทัดฐานที่ลดลงสิ่งเหล่านี้ให้รูปแบบภายในของประเภท[ 49 ]

ถ้าเป็นชนิดแรกแล้ว

คือกลุ่มของไอโซเมตรีและ

คือกลุ่มของความคล้ายคลึงกันสเกลาร์เรียกว่าตัวคูณของความคล้ายคลึงกัน[ 48 ] (โดยทั่วไปแล้ว เราสามารถกำหนดสิ่งเหล่านี้ได้ก่อนโดยใช้แผนผังกลุ่ม ที่เกี่ยวข้อง [ 48 ] )

ตามประเภทของข้อมูล เราเขียนว่า:

  • และในกรณีตั้งฉาก;
  • และในกรณีซิมเพล็กติก[ 48 ]

ถ้าเป็นเอกภาพ โดยมีจุดศูนย์กลางเป็นพีชคณิตเอตาลกำลังสอง แล้ว

,
,

และ

เคอร์เนลของนอร์มที่ลดลงบนถูกกำหนดโดย

และให้กลุ่มเชื่อมต่อแบบง่ายกึ่งง่ายของประเภทเอกภาพ[ 48 ]

ในกรณีซิมเพล็กติกคือกลุ่มที่เชื่อมต่ออย่างง่ายและผลหารผกผันของมัน ในกรณีเอกภาพคือรูปแบบที่เชื่อมต่ออย่างง่ายและรูปแบบผกผันที่สอดคล้องกัน[ 48 ] [ 49 ]

การกู้คืนโครงสร้างที่แยกออกจากกัน

กลุ่มค่าฟิลด์ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้จะได้รับการกู้คืนเมื่อพีชคณิตถูกแยกออก[ 48 ]

ถ้าและคือการผกผันผกผันแบบผกผันของรูปแบบทวิเชิงเส้นสลับที่ไม่เสื่อมสภาพบนแล้ว

,

และกลุ่มซิมเพล็กติกธรรมดาก็กลับคืนมา[ 48 ]

ถ้าและคือการผกผันผกผันร่วมของรูปแบบทวิเชิงเส้นสมมาตรที่ไม่เสื่อมสภาพ หรือเทียบเท่ากับรูปแบบกำลังสองที่ไม่เสื่อมสภาพแล้ว

,

และจะได้กลุ่มออร์โธโกนอลธรรมดาคืนมา[ 48 ]

ถ้าเป็นส่วนขยายของฟิลด์กำลังสองและเป็นตัวผกผันของฟอร์มเฮอร์มิเชียนที่ไม่เสื่อมสภาพบนปริภูมิ- แล้ว

และ

,

ดังนั้นจึงสามารถกู้คืนกลุ่มเอกภาพปกติและกลุ่มเอกภาพพิเศษได้[ 48 ]

นอกจากนี้ยังมีคำอธิบายแยกส่วนของรูปแบบภายในประเภทหากพีชคณิตเอทาลกำลังสองถูกแยกออก

ดังนั้นจึงเป็นไอโซมอร์ฟิกกับด้วยการผกผันการแลกเปลี่ยน ในกรณีนั้น

ดังนั้นรูปแบบเดียวกันนี้จึงรวมทั้งรูปแบบภายในและภายนอกของประเภท[ 48 ]

พีชคณิตแบบตั้งฉากและพีชคณิตคลิฟฟอร์ด

ในด้านตั้งฉาก โครงสร้างของกลุ่มถูกควบคุมโดยพีชคณิตคลิฟฟอร์ด ที่เกี่ยวข้อง สำหรับการผกผันเชิงตั้งฉากจะมีดิสคริมิแนนต์และพีชคณิตคลิฟฟอร์ด ในระดับคู่ ศูนย์กลางของพีชคณิตคลิฟฟอร์ดคู่จะกำหนดอนาล็อกของส่วนประกอบปกติ และการปกคลุมที่เชื่อมต่ออย่างง่ายที่สอดคล้องกันคือกลุ่มสปินในกรณีแยกส่วนนี้จะได้กลุ่มปกติกลับคืนมา

และ

[ 50 ]

ในการจำแนกกลุ่มคลาสสิกจริง (และท้องถิ่น ) ข้อมูลเชิงตั้งฉากจำเป็นต้องทราบทั้งพีชคณิตและการผกผัน (และหากต้องการกลุ่มที่เชื่อมต่อกันอย่างง่าย ก็ต้องทราบพีชคณิตคลิฟฟอร์ดที่สอดคล้องกันด้วย) ในลักษณะเฉพาะที่แตกต่างจากนี้ จะควบคุมการเปลี่ยนผ่านตามปกติจากรูปแบบกำลังสองไปเป็นพีชคณิตคลิฟฟอร์ดคู่และกลุ่มสปิน[ 50 ]

รูปแบบจริงที่ได้มาจากมุมมองพีชคณิตเชิงเดี่ยวแบบศูนย์กลาง

เหนือกรอบพีชคณิตที่มีการผกผันจะกู้คืนกลุ่ม Lie จริงแบบคลาสสิกทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตระกูลควอเทอร์เนียนจะเกิดขึ้นหลังจากอนุญาตให้พีชคณิตแบบง่ายส่วนกลางที่ไม่สลับที่เท่านั้น[ 51 ] [ 49 ]

ในตารางต่อไปนี้ ป้ายกำกับsplitและquaternionicหมายถึงพีชคณิตเชิงเดี่ยวศูนย์กลางพื้นฐาน ไม่จำเป็นต้องหมายถึงกลุ่มพีชคณิตจริงที่ได้ ดังนั้นsplitหมายความว่าพีชคณิตนั้นเป็นพีชคณิตเมทริกซ์เต็มเหนือในขณะที่quaternionicหมายความว่าพีชคณิตนั้นเป็นพีชคณิตเมทริกซ์เหนือป้ายกำกับinnerและouterใช้เฉพาะในประเภท: innerหมายถึงรูปแบบภายในของกลุ่ม split ประเภทที่เกิดขึ้นจากพีชคณิตเชิงเดี่ยวศูนย์กลางที่มีศูนย์กลางในขณะที่outerหมายถึงรูปแบบเอกภาพที่เกิดขึ้นจากการขยายกำลังสอง

ประเภทไดน์กิน ข้อมูลเกี่ยวกับกลุ่มจริงที่เกิดขึ้น
(ด้านใน, แยก)
(ภายใน, ควอเทอร์เนียน)
(เงื่อนไขภายนอก) และรูปแบบลายเซ็นแบบเฮอร์มิเชียน(เคสขนาดกะทัดรัด)
(แยก) การผกผันเชิงซิมเพล็กติกบน
(ควอเทอร์เนียน) รูปแบบลายเซ็นเฮอร์มิเชียนควอเทอร์เนียน(เคสขนาดกะทัดรัด)
, (แยก) รูปแบบกำลังสองเหนือลายเซ็นและปกคู่หมุนได้
(ควอเทอร์เนียน) รูปแบบควอเทอร์เนียนิกสคิว-เฮอร์มิเชียนบนและกลุ่มสปินที่สอดคล้องกัน

เมื่อรวมกับการจำแนกประเภทของฟอร์มกำลังสอง ฟอร์มเฮอร์มิเชียน และฟอร์มเฮอร์มิเชียนเฉียงเหนือจะทำให้ได้รายการมาตรฐานของฟอร์มจริงของกลุ่มคลาสสิก ในกลุ่ม, , และเป็นกลุ่มคลาสสิกเหนือฟิลด์พื้นฐานแม้ว่าจะไม่ได้กำหนดไว้บนปริภูมิเวกเตอร์ธรรมดาเพียงอย่างเดียวก็ตาม[ 51 ] [ 49 ]

ตัวอย่างเหนือฟิลด์ท้องถิ่น

สำหรับฟิลด์จริง สำหรับส่วนขยายจำกัดของและสำหรับฟิลด์ท้องถิ่นมาตรฐานอื่นๆ อีกหลายฟิลด์ พีชคณิตการหารส่วนกลางเพียงอย่างเดียวที่ยอมรับการผกผันประเภทแรกคือฟิลด์เองและพีชคณิตควอเทอร์เนียน[ 52 ]ดังนั้นเหนือฟิลด์ท้องถิ่น กลุ่มคลาสสิกกลุ่มแรกที่ไม่ได้รับจากรูปแบบค่าฟิลด์ทั่วไปจึงต้องการมุมมองพีชคณิตแบบง่ายส่วนกลางอยู่แล้ว แต่โดยทั่วไปแล้วการจำแนกประเภทจะคล้ายกับการจำแนกประเภทเหนือฟิลด์จริง

ตัวอย่างทั่วไปได้แก่:

  • ถ้าเป็นส่วนขยายจำกัดของและเป็นพีชคณิตการหารควอเทอร์เนียนเหนือแล้วเป็นรูปแบบภายในของและโดยทั่วไปแล้วเป็นรูปแบบภายในของ; [ 49 ]
  • ถ้าเป็นรูปแบบเฮอร์มิเชียนที่ไม่เสื่อมสภาพบนปริภูมิเวก เตอร์ขวา และเป็นการผกผันผวนแบบผกผันบนแล้วเป็นกลุ่มคลาสสิกประเภท; เหนือด้วยการสร้างนี้ให้กลุ่ม; [ 49 ] [ 51 ]
  • ถ้าเป็นรูปแบบเฮอร์มิเชียนเฉียงที่ไม่เสื่อมสภาพเหนือการผกผันผวนแบบผกผันบนจะเป็นประเภทตั้งฉาก และกลุ่มตั้งฉากและกลุ่มสปินที่เกี่ยวข้องจะเป็นรูปแบบที่ไม่แยกประเภทของหรือเหนือโดยที่ กรณีมิติคู่จะให้ผลลัพธ์[ 49 ] [ 51 ]

หมายเหตุ

  1. ^รอสส์มันน์ 2002
  2. ^กู๊ดแมนและวอลลาช 2009
  3. ^ a b c d Humphreys, James E. (1975). กลุ่มพีชคณิตเชิงเส้น . Springer-Verlag.
  4. ^ a b c d e f Springer, Tonny A. (1998). กลุ่มพีชคณิตเชิงเส้น (ฉบับที่ 2). Birkhäuser.
  5. ^ a b c Taylor, Donald E. (1992). เรขาคณิตของกลุ่มคลาสสิก Heldermann Verlag.
  6. ^ a b c Humphreys, James E. (2006). การแทนแบบโมดูลาร์ของกลุ่มจำกัดประเภท Lieสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
  7. ^เวย์ล 1939
  8. ^ Wybourne, BG (1974).กลุ่มคลาสสิกสำหรับนักฟิสิกส์ , Wiley-Interscience. ISBN 0471965057.
  9. ^กู๊ดแมนและวอลลาช 2009
  10. อรรถ เป็นดิอูดอนเน, ฌอง (1971) La géométrie des groupes คลาสสิก สปริงเกอร์-แวร์แลก
  11. ^รอสส์มันน์ 2002
  12. ^ a b c d e Knus, Max-Albert (1991). รูปแบบกำลังสองและรูปแบบเฮอร์มิเชียนเหนือวงแหวน Springer-Verlag.
  13. ^กู๊ดแมนและวอลลาช 2009
  14. ^ Rossmann 2002หน้า 91–107
  15. ^ Goodman & Wallach 2009หน้า 1–16
  16. ^ Rossmann 2002หน้า 91–93
  17. ^ Goodman & Wallach 2009หน้า 9–11
  18. ^ Rossmann 2002หน้า 92–93
  19. ^ Rossmann 2002หน้า 91–93
  20. ^ Rossmann 2002หน้า 104–107
  21. ^ Goodman & Wallach 2009หน้า 9–11
  22. ^ Rossmann 2002หน้า 104–107
  23. ^กู๊ดแมนและวอลลาช 2009หน้า 84
  24. ^กู๊ดแมนและวอลลาช 2009หน้า 84
  25. ^ Rossmann 2002หน้า 106–109
  26. ^ Rossmann 2002หน้า 106–109
  27. ^ Rossmann 2002หน้า 110–111
  28. ^ Rossmann 2002หน้า 108–111
  29. ^ Rossmann 2002หน้า 109–110
  30. ^ Rossmann 2002หน้า 109–110
  31. ^ Rossmann 2002หน้า 111–113
  32. ^ Rossmann 2002หน้า 111–113
  33. ^ Rossmann 2002หน้า 111–113
  34. ^ Rossmann 2002หน้า 111–113
  35. ^ Rossmann 2002หน้า 94–95
  36. ^ Rossmann 2002หน้า 94–95
  37. ^ Goodman & Wallach 2009หน้า 7–9, 84–86
  38. ^ Goodman & Wallach 2009หน้า 9–10
  39. ^กู๊ดแมนและวอลลาช 2009หน้า 84
  40. ^ Goodman & Wallach 2009หน้า 10–11
  41. ^ Goodman & Wallach 2009หน้า 15–16
  42. ^ Goodman & Wallach 2009หน้า 10–11
  43. ^ Goodman & Wallach 2009หน้า 10–11
  44. ^ Goodman & Wallach 2009หน้า 16–17
  45. ^ "กลุ่มเชิงตั้งฉาก " สารานุกรมคณิตศาสตร์
  46. ^ a b Knus, Max-Albert ; Merkurjev, Alexander ; Rost, Markus ; Tignol, Jean-Pierre (1998). The Book of Involutions . American Mathematical Society Colloquium Publications. Vol. 44. American Mathematical Society. ISBN 978-0-8218-0904-4.
  47. ^ "กลุ่มคลาสสิกเชิงเส้น " สารานุกรมคณิตศาสตร์
  48. ^ a b c d e f g h i j k l m n Knus, Max-Albert; Merkurjev, Alexander; Rost, Markus; Tignol, Jean-Pierre (1998). The Book of Involutions . American Mathematical Society Colloquium Publications. Vol. 44. American Mathematical Society. pp.  346– 351, 363– 368. ISBN 978-0-8218-0904-4.
  49. ^ a b c d e f g h Milne, James S. (2006). "กลุ่มพีชคณิตและกลุ่มเลขคณิต" (PDF) . §27, หน้า 192–200 . สืบค้นเมื่อ2026-03-29 .
  50. ^ a b Knus, Max-Albert; Merkurjev, Alexander; Rost, Markus; Tignol, Jean-Pierre (1998). The Book of Involutions . American Mathematical Society Colloquium Publications. Vol. 44. American Mathematical Society. pp. 187, 203– 204. ISBN 978-0-8218-0904-4.
  51. ^ a b c dกู๊ดแมนและวอลลาช 2009
  52. ^ Milne, James S. (2006). "กลุ่มพีชคณิตและกลุ่มเลขคณิต" (PDF)ข้อเสนอ 27.14 และทฤษฎีบท 27.16 หน้า 197–199 สืบค้นเมื่อ2026-03-29
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Classical_group&oldid=1352500056 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ กลุ่มคลาสสิก

ในทางคณิตศาสตร์กลุ่มคลาสสิกคือกลุ่มเมทริกซ์ที่เกิดขึ้นจากปริภูมิเวกเตอร์มิติจำกัดและจากรูปแบบทวิเชิงเส้น เซสควิเชิงเส้นกำลังสองและ เฮอร์มิเชียน ที่ไม่เสื่อมสภาพ...

ภาพรวม

ในเอกสารทางวิชาการ มีการใช้คำว่า กลุ่มคลาสสิก สองแบบที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด ในเอกสารเกี่ยวกับกลุ่มเมทริกซ์แบบเก่า กลุ่มคลาสสิกคือกลุ่มเชิงเส้นเหนือ, , และพร้อมกับกลุ่มที่รักษาฟอร์มที่ไม่เสื่อมสภาพบนพื้นที่เหล่านั้น ในทฤษฎีสมัยใหม่ของกลุ่มพีชคณิต...

กลุ่มเชิงเส้นพิเศษที่แท้จริงและซับซ้อน

สำหรับหรือกลุ่มเชิงเส้นพิเศษคือ เอฟ = อาร์ {\displaystyle F=\mathbb {R} } ซี {\displaystyle \mathbb {C} }

รูปแบบและกลุ่มออโตมอร์ฟิซึม

กลุ่มคลาสสิกสามารถอธิบายได้อย่างเป็นธรรมชาติที่สุดว่าเป็น กลุ่มออโตมอร์ฟิซึม ของรูปแบบที่ไม่เสื่อมสภาพบนปริภูมิเวกเตอร์มิติจำกัด [ 14 ] [ 15 ]