อ่าน 6 นาที
องค์ประกอบค็อกซ์เตอร์
ในทางคณิตศาสตร์องค์ประกอบCoxeterคือองค์ประกอบของกลุ่ม Coxeter ที่ไม่สามารถลดทอนได้ ซึ่งเป็นผลคูณของการสะท้อนแบบง่ายทั้งหมด ผลคูณขึ้นอยู่กับลำดับที่นำมาใช้...
องค์ประกอบค็อกซ์เตอร์
ในทางคณิตศาสตร์องค์ประกอบCoxeterคือองค์ประกอบของกลุ่ม Coxeter ที่ไม่สามารถลดทอนได้ ซึ่งเป็นผลคูณของการสะท้อนแบบง่ายทั้งหมด ผลคูณขึ้นอยู่กับลำดับที่นำมาใช้ แต่ลำดับที่แตกต่างกันจะสร้าง องค์ประกอบ คู่ควบ ซึ่งมี ลำดับเดียวกันลำดับนี้เรียกว่าจำนวน Coxeterตั้งชื่อตามนักเรขาคณิตชาวอังกฤษ-แคนาดาHSM Coxeterผู้ซึ่งแนะนำกลุ่มเหล่านี้ในปี 1934 ในฐานะนามธรรมของกลุ่มการสะท้อน[ 1 ]
คำจำกัดความ
โปรดทราบว่าบทความนี้สมมติว่ากลุ่มค็อกซีเตอร์ เป็นกลุ่มจำกัด สำหรับกลุ่มค็อกซีเตอร์อนันต์ จะมีชั้น สมมูลหลายชั้น ของสมาชิกค็อกซีเตอร์ และสมาชิกเหล่านั้นจะมีอันดับอนันต์
มีหลายวิธีในการกำหนดค่า Coxeter number hของระบบรากที่ไม่สามารถแยกย่อยได้
- เลขค็อกซ์เตอร์ (Coxeter number ) คือลำดับขององค์ประกอบค็อกซ์เตอร์ ใดๆ
- เลขค็อกซ์เตอร์คือ โดยที่nคืออันดับ และmคือจำนวนการสะท้อน ในกรณีทางผลึกศาสตร์m คือครึ่งหนึ่ง ของจำนวนรากและ2m + nคือมิติของพีชคณิตลีแบบ กึ่งง่ายที่สอดคล้อง กัน
- ถ้ารากสูงสุดเป็นรากเดี่ยวα iแล้วจำนวนค็อกซ์เตอร์คือ
- จำนวนค็อกเซเตอร์ (Coxeter number) คือดีกรีสูงสุดของค่าคงที่พื้นฐานของกลุ่มค็อกเซเตอร์ (Coxeter group) ที่กระทำต่อพหุนาม
หมายเลข Coxeter สำหรับแต่ละประเภทของ Dynkin แสดงอยู่ในตารางต่อไปนี้:
| กลุ่มค็อกซ์เตอร์ | แผนภาพค็อกซ์เตอร์ | แผนภาพไดน์กิน | การสะท้อน[ 2 ] | หมายเลขค็อกซ์เตอร์h | หมายเลขคู่ Coxeter | ระดับของค่าคงที่พื้นฐาน | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| หนึ่ง | [3,3...,3] | n + 1 | n + 1 | 2, 3, 4, ..., n + 1 | |||
| บีเอ็น | [4,3...,3] | n 2 | 2 น. | 2 n − 1 | 2, 4, 6, ..., 2 n | ||
| ซีเอ็น | n + 1 | ||||||
| ดีเอ็น | [3,3,...3 1,1 ] | n ( n − 1) | 2 n − 2 | 2 n − 2 | n ; 2, 4, 6, ..., 2 n − 2 | ||
| อี6 | [3 2,2,1 ] | 36 | 12 | 12 | 2, 5, 6, 8, 9, 12 | ||
| อี7 | [3 3,2,1 ] | 63 | 18 | 18 | 2, 6, 8, 10, 12, 14, 18 | ||
| อี8 | [3 4,2,1 ] | 120 | 30 | 30 | 2, 8, 12, 14, 18, 20, 24, 30 | ||
| เอฟ4 | [3,4,3] | 24 | 12 | 9 | 2, 6, 8, 12 | ||
| จี2 | [6] | 6 | 6 | 4 | 2, 6 | ||
| เอช3 | [5,3] | - | 15 | 10 | 2, 6, 10 | ||
| เอช4 | [5,3,3] | - | 60 | 30 | 2, 12, 20, 30 | ||
| ฉัน2 ( หน้า ) | [ p ] | - | พี | พี | 2, หน้า | ||
ตัวแปรคงที่ของกลุ่มค็อกซีเตอร์ที่กระทำต่อพหุนามก่อให้เกิดพีชคณิตพหุนามซึ่งตัวสร้างคือตัวแปรคงที่พื้นฐาน โดยมีดีกรีแสดงอยู่ในตารางด้านบน สังเกตว่าถ้าmเป็นดีกรีของตัวแปรคงที่พื้นฐานแล้วh + 2 − m ก็เป็นดีกรีของตัวแปรคงที่พื้นฐานเช่น กัน
ค่าลักษณะเฉพาะขององค์ประกอบค็อกซ์เตอร์คือตัวเลขเมื่อmดำเนินไปตามระดับของตัวแปรคงที่พื้นฐาน เนื่องจากเริ่มต้นด้วยm = 2ดังนั้นจึงรวมถึง รากที่ hของเอกภาพแบบดั้งเดิมซึ่งมีความสำคัญในระนาบค็อกซ์เตอร์ ดังที่แสดงด้านล่าง
เลขค็อกซ์เตอร์คู่ (Dual Coxeter number)คือ 1 บวกกับผลรวมของสัมประสิทธิ์ของรากเดี่ยวในรากสั้น ที่สุด ของระบบรากคู่
การสั่งซื้อแบบกลุ่ม
มีความสัมพันธ์ระหว่างลำดับgของกลุ่ม Coxeter และจำนวน Coxeter h : [ 3 ]
ตัวอย่างเช่น[3,3,5]มีh = 30 :
องค์ประกอบของค็อกซ์เตอร์
องค์ประกอบ Coxeter ที่แตกต่างกันจะสอดคล้องกับการวางแนวของแผนภาพ Coxeter (เช่น กับ Dynkin quivers ): การสะท้อนแบบง่ายที่สอดคล้องกับจุดยอดต้นทางจะถูกเขียนก่อน จุดยอดปลายทางจะถูกเขียนทีหลัง และจุดรับจะถูกเขียนเป็นลำดับสุดท้าย (การเลือกลำดับระหว่างจุดยอดที่ไม่ติดกันนั้นไม่สำคัญ เนื่องจากจุดยอดเหล่านั้นสอดคล้องกับการสะท้อนที่สลับกันได้) ทางเลือกพิเศษคือการวางแนวแบบสลับ ซึ่งการสะท้อนแบบง่ายจะถูกแบ่งออกเป็นสองชุดของจุดยอดที่ไม่ติดกัน และขอบทั้งหมดจะถูกวางแนวจากชุดแรกไปยังชุดที่สอง[ 4 ]การวางแนวแบบสลับจะสร้างองค์ประกอบ Coxeter พิเศษwที่สอดคล้องกับเงื่อนไขโดยที่w 0คือองค์ประกอบที่ยาวที่สุดหากจำนวน Coxeter hเป็นเลขคู่
สำหรับกลุ่มสมมาตรบน องค์ประกอบ nองค์ประกอบ Coxeter คือn -cycle บางอย่าง: ผลคูณของการสะท้อนแบบง่ายคือองค์ประกอบ Coxeter [ 5 ] สำหรับ n ที่เป็นเลขคู่ องค์ประกอบ Coxeter ที่มีการวางแนวสลับกันคือ: มีองค์ประกอบ Coxeter ที่แตกต่างกันในบรรดาn -cycle
กลุ่มไดเฮดรัลDih pเกิดจากการสะท้อนสองครั้งที่ทำมุมกันและดังนั้นองค์ประกอบ Coxeter ทั้งสองจึงเป็นผลคูณของการสะท้อนเหล่านั้นในลำดับใดก็ได้ ซึ่งก็คือการหมุนด้วย
เครื่องบินค็อกซ์เตอร์

สำหรับองค์ประกอบ Coxeter w ที่กำหนด จะมีระนาบP ที่ไม่ซ้ำกัน ซึ่งwกระทำโดยการหมุนด้วย ระนาบ นี้เรียกว่าระนาบ Coxeter [ 6 ]และเป็นระนาบที่Pมีค่าลักษณะเฉพาะและ[ 7 ]ระนาบนี้ได้รับการศึกษาอย่างเป็นระบบครั้งแรกใน ( Coxeter 1948 ) [ 8 ]และต่อมาใช้ใน ( Steinberg 1959 ) เพื่อให้การพิสูจน์ที่เป็นเอกภาพเกี่ยวกับคุณสมบัติขององค์ประกอบ Coxeter [ 8 ]
ระนาบ Coxeter มักใช้ในการวาดแผนภาพของโพลีโทปและระบบรากที่มีมิติสูงกว่า โดยจุดยอดและขอบของโพลีโทปหรือราก (และขอบบางส่วนที่เชื่อมต่อจุดยอดและรากเหล่านี้) จะถูกฉายภาพตั้งฉากลงบนระนาบ Coxeter ทำให้ได้รูปหลายเหลี่ยม Petrieที่มีสมมาตรการหมุนh เท่า [ 9 ]สำหรับระบบราก จะไม่มีรากใดแมปไปยังศูนย์ ซึ่งสอดคล้องกับองค์ประกอบ Coxeter ที่ไม่ได้กำหนดรากหรือแกนใดๆ (ไม่มีค่าไอเกน 1 หรือ −1) ดังนั้นการฉายภาพของวงโคจรภายใต้w จะก่อให้เกิด การจัดเรียงแบบวงกลมhเท่า[ 9 ]และมีจุดศูนย์กลางว่างเปล่า ดังเช่นใน แผนภาพ E 8 ด้านบนขวา สำหรับโพลีโทป จุดยอดอาจแมปไปยังศูนย์ ดังที่แสดงไว้ด้านล่าง การฉายภาพลงบนระนาบ Coxeter สำหรับ ทรงหลายเหลี่ยมเพลโตจะ แสดงไว้ด้านล่าง
ในสามมิติ สมมาตรของทรงหลายเหลี่ยมปกติ { p , q }ที่มีรูปหลายเหลี่ยมเพทรีแบบมีทิศทางหนึ่งอัน ซึ่งกำหนดเป็นผลรวมของการสะท้อน 3 ครั้ง มีสมมาตรแบบหมุนกลับS h , [2 + , h + ] , อันดับhการเพิ่มกระจกเงา สมมาตรสามารถเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเป็นสมมาตรแบบแอนติปริซึมD h d , [2 + , h ] , อันดับ2 hในการฉายภาพแบบตั้งฉาก 2 มิติ สมมาตรนี้จะกลายเป็นสมมาตรแบบไดเฮดรัลDih h , [ h ] , อันดับ2 h
| กลุ่มค็อกซ์เตอร์ | เอ3 ทีดี | บี3 โอเอช | H 3 I h | ||
|---|---|---|---|---|---|
| ทรงหลายเหลี่ยม ปกติ | |||||
| สมมาตร | S 4 , [2 + ,4 + ], (2×) D 2d , [2 + ,4], (2*2) | ส6 , [2 + ,6 + ], (3×) ง3d , [2 + ,6], (2*3) | S 10 , [2 + ,10 + ], (5×) D 5d , [2 + ,10], (2*5) | ||
| สมมาตรระนาบ ค็อกซ์เตอร์ | Dih 4 , [4], (*4•) | Dih 6 , [6], (*6•) | Dih 10 , [10], (*10•) | ||
| รูปหลายเหลี่ยมเพทรีของทรงหลายเหลี่ยมเพลโต แสดงสมมาตรแบบ 4 เท่า 6 เท่า และ 10 เท่า | |||||
ในสี่มิติ สมมาตรของโพลีโครอนปกติ { p , q , r }ที่มีโพลีกอน Petrie ทิศทางหนึ่งอันที่ทำเครื่องหมายไว้คือการหมุนสองครั้งซึ่งกำหนดเป็นส่วนประกอบของการสะท้อน 4 ครั้ง โดยมีสมมาตร+ 1 / h [C h ×C h ] [ 10 ] ( John H. Conway ), (C 2h /C 1 ;C 2h /C 1 ) (#1', Patrick du Val (1964) [ 11 ] ) , อันดับh
| กลุ่มค็อกซ์เตอร์ | เอ4 | บี4 | เอฟ4 | เอช4 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| โพลีโครอน ปกติ | ||||||
| สมมาตร | + 1 / 5 [C 5 ×C 5 ] | + 1 / 8 [C 8 ×C 8 ] | + 1 / 12 [C 12 ×C 12 ] | + 1 / 30 [C 30 ×C 30 ] | ||
| สมมาตรระนาบ ค็อกซ์เตอร์ | Dih 5 , [5], (*5•) | Dih 8 , [8], (*8•) | Dih 12 , [12], (*12•) | Dih 30 , [30], (*30•) | ||
| รูปหลายเหลี่ยมเพทรีของทรงเรขาคณิต 4 มิติปกติ แสดงสมมาตรแบบ 5 เท่า 8 เท่า 12 เท่า และ 30 เท่า | ||||||
ในห้ามิติ สมมาตรของโพลีโทป 5 มิติปกติ { p , q , r , s }ซึ่งมีรูปหลายเหลี่ยมเพทรีแบบมีทิศทางหนึ่งอัน จะถูกแสดงด้วยการรวมกันของการสะท้อน 5 ครั้ง
| กลุ่มค็อกซ์เตอร์ | เอ5 | บี5 | ดี5 | |
|---|---|---|---|---|
| โพลีเทอรอน ปกติ | ||||
| สมมาตรระนาบ ค็อกซ์เตอร์ | Dih 6 , [6], (*6•) | Dih 10 , [10], (*10•) | Dih 8 , [8], (*8•) | |
ในมิติที่ 6 ถึง 8 มีกลุ่ม Coxeter พิเศษอยู่ 3 กลุ่ม โดยแต่ละมิติจะมีรูปทรงหลายเหลี่ยมสม่ำเสมอหนึ่งรูปแทนรากของกลุ่ม Lie พิเศษE nและสมาชิกของ Coxeter มีค่าเท่ากับ 12, 18 และ 30 ตามลำดับ
| กลุ่มค็อกซ์เตอร์ | อี6 | อี7 | อี8 |
|---|---|---|---|
| กราฟ | |||
| สมมาตรระนาบ ค็อกซ์เตอร์ | Dih 12 , [12], (*12•) | Dih 18 , [18], (*18•) | Dih 30 , [30], (*30•) |
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
- ^ Coxeter, Harold Scott Macdonald; Chandler Davis; Erlich W. Ellers (2006), The Coxeter Legacy: Reflections and Projections , AMS Bookstore, หน้า 112, ISBN 978-0-8218-3722-1
- ^ Coxeter ,รูปทรงหลายเหลี่ยมปกติ , §12.6 จำนวนการสะท้อน, สมการ 12.61
- ^รูปหลายเหลี่ยมปกติ หน้า 233
- ^ George Lusztig , Introduction to Quantum Groups , Birkhauser (2010)
- ^ (ฮัมฟรีย์ส 1992 ,หน้า 75 )
- ^เครื่องบิน Coxeter ที่เก็บถาวรเมื่อ 10 กุมภาพันธ์ 2018 ที่ Wayback Machineและเครื่องบิน Coxeter เพิ่มเติมที่เก็บถาวรเมื่อ 21 สิงหาคม 2017 ที่ Wayback Machine โดย John Stembridge
- ^ (ฮัมฟรีย์ส 1992 ,ส่วนที่ 3.17, "การกระทำบนระนาบ", หน้า 76–78 )
- ^ a b ( การอ่าน 2010 , หน้า 2)
- ^ a b ( Stembridge 2007 )
- ^ ในหนังสือ On Quaternions and Octonionsปี 2003 โดย John Horton Conway และ Derek A. Smith ISBN 978-1-56881-134-5
- ^ Patrick Du Val, Homographies, quaternions and rotations , Oxford Mathematical Monographs, Clarendon Press , Oxford , 1964.
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ องค์ประกอบค็อกซ์เตอร์
ในทางคณิตศาสตร์องค์ประกอบCoxeterคือองค์ประกอบของกลุ่ม Coxeter ที่ไม่สามารถลดทอนได้ ซึ่งเป็นผลคูณของการสะท้อนแบบง่ายทั้งหมด ผลคูณขึ้นอยู่กับลำดับที่นำมาใช้...
คำจำกัดความ
โปรดทราบว่าบทความนี้สมมติว่า กลุ่มค็อกซีเตอร์ เป็นกลุ่มจำกัด สำหรับกลุ่มค็อกซีเตอร์อนันต์ จะมี ชั้น สมมูลหลายชั้น ของสมาชิกค็อกซีเตอร์ และสมาชิกเหล่านั้นจะมีอันดับอนันต์
การสั่งซื้อแบบกลุ่ม
มีความสัมพันธ์ระหว่างลำดับ g ของกลุ่ม Coxeter และจำนวน Coxeter h : [ 3 ] [ พี ] : 2 ชม. จี พี = 1 [ พี , q ] : 8 จี พี , q = 2 พี + 2 q − 1 [ พี , q , ร ] : 64 ชม.
องค์ประกอบของค็อกซ์เตอร์
องค์ประกอบ Coxeter ที่แตกต่างกันจะสอดคล้องกับการวางแนวของแผนภาพ Coxeter (เช่น กับ Dynkin quivers ): การสะท้อนแบบง่ายที่สอดคล้องกับจุดยอดต้นทางจะถูกเขียนก่อน จุดยอดปลายทางจะถูกเขียนทีหลัง และจุดรับจะถูกเขียนเป็นลำดับสุดท้าย...