กลุ่มค็อกซ์เตอร์
ในทางคณิตศาสตร์กลุ่มค็อกเซเตอร์ (Coxeter group ) ซึ่งตั้งชื่อตามHSM Coxeterเป็นกลุ่มนามธรรมที่ยอมรับ คำอธิบายอย่างเป็นทางการในแง่ของการสะท้อน (หรือกระจกคาไลโดสโคป ) แท้จริงแล้ว กลุ่มค็อกเซเตอร์จำกัดก็คือกลุ่มการสะท้อน แบบยุคลิดจำกัดนั่นเอง ตัวอย่างเช่นกลุ่มสมมาตรของรูปทรงหลายเหลี่ยมปกติ แต่ละรูป เป็นกลุ่มค็อกเซเตอร์จำกัด อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกกลุ่มค็อกเซเตอร์จะเป็นกลุ่มจำกัด และไม่ใช่ทุกกลุ่มที่จะสามารถอธิบายได้ในแง่ของสมมาตรและการสะท้อนแบบยุคลิด กลุ่มค็อกเซเตอร์ได้รับการแนะนำในปี 1934 ในฐานะนามธรรมของกลุ่มการสะท้อน[ 1 ]และกลุ่มค็อกเซเตอร์จำกัดได้รับการจำแนกประเภทในปี 1935 [ 2 ]
กลุ่ม Coxeter พบการประยุกต์ใช้ในหลายสาขาของคณิตศาสตร์ ตัวอย่างของกลุ่ม Coxeter จำกัด ได้แก่ กลุ่มสมมาตรของ โพลีโทปปกติและกลุ่ม Weylของพีชคณิต Lie แบบง่ายตัวอย่างของกลุ่ม Coxeter อนันต์ ได้แก่กลุ่มสามเหลี่ยมที่สอดคล้องกับการปูพื้นผิวปกติของระนาบยุคลิดและระนาบไฮเปอร์โบลิกและกลุ่ม Weyl ของพีชคณิตKac–Moody มิติอนันต์ [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
คำนิยาม
ตามหลักการแล้ว กลุ่มค็อกซ์เตอร์สามารถนิยามได้ว่าเป็นกลุ่มที่มีการนำเสนอ ที่ไหนและเป็นจำนวนเต็มหรือสำหรับที่นี่ เงื่อนไข หมายความว่าไม่มีความสัมพันธ์ในรูปแบบสำหรับจำนวนเต็มใดๆควรบังคับใช้[ 6 ]
ทั้งคู่ที่ไหนเป็นกลุ่ม Coxeter ที่มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเรียกว่าระบบค็อกซ์เตอร์ (Coxeter system ) โปรดทราบว่าโดยทั่วไปไม่ได้ถูกกำหนดโดยสิ่งเดียวเท่านั้นตัวอย่างเช่น กลุ่ม Coxeter ประเภทและระบบ Coxeter ทั้งสองระบบมีลักษณะสมมาตรกัน แต่ไม่เทียบเท่ากัน เนื่องจากระบบแรกมีตัวสร้าง 3 ตัว ในขณะที่ระบบหลังมีตัวสร้าง 1 + 3 = 4 ตัว (ดูคำอธิบายสัญลักษณ์นี้ด้านล่าง)
จากคำจำกัดความข้างต้น สามารถสรุปได้หลายประการทันที
- ความสัมพันธ์หมายความว่าสำหรับทุกคน ดังนั้น ตัวสร้างจึงเป็นการผกผัน
- ถ้าจากนั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและการเดินทางไปทำงาน/กลับบ้าน ซึ่งเป็นผลมาจากการสังเกตว่า
- ,
- ร่วมกับ
- หมายความว่า
- .
- อีกทางเลือกหนึ่ง เนื่องจากตัวสร้างเป็นการผกผัน, ดังนั้นกล่าวคือตัวสลับตำแหน่งของและเท่ากับ 1 หรือเทียบเท่ากับและการเดินทางไปทำงาน
เหตุผลที่ว่า สำหรับตามที่ระบุไว้ในคำจำกัดความคือ
- ,
ร่วมกับ
หมายความโดยนัยอยู่แล้วว่า
- .
หลักฐานอีกประการหนึ่งที่สนับสนุนข้อสรุปนี้คือข้อสังเกตที่ว่าและเป็นคู่ควบ : จริงๆ แล้ว.
เมทริกซ์ค็อกซีเตอร์และเมทริกซ์ชลาฟลี
เมทริกซ์ค็อกซ์เตอร์คือเมทริกซ์สมมาตรที่มีสมาชิกอันที่จริง เมทริกซ์สมมาตรทุกเมทริกซ์ที่มีสมาชิกแนวทแยงเป็น 1 เท่านั้น และสมาชิกที่ไม่ใช่แนวทแยงอยู่ในเซตเป็นเมทริกซ์ค็อกซ์เตอร์
เมทริกซ์ค็อกซ์เตอร์สามารถเข้ารหัสได้อย่างสะดวกโดยใช้แผนภาพค็อกซ์เตอร์ตามกฎต่อไปนี้
- จุดยอดของกราฟจะถูกกำหนดชื่อโดยใช้ดัชนีตัวสร้าง (generator subscripts)
- จุดยอดและจะอยู่ติดกันก็ต่อเมื่อ.
- ขอบแต่ละด้านจะถูกกำหนดค่าด้วยค่าของเมื่อใดก็ตามที่ค่าคือหรือมากกว่านั้น
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตัวสร้างสองตัวจะสลับที่กันได้ก็ต่อเมื่อไม่มีเส้นขอบเชื่อมต่อกัน ยิ่งไปกว่านั้น หากกราฟ Coxeter มีส่วนประกอบที่เชื่อมต่อกัน ตั้งแต่สองส่วนขึ้นไป กลุ่มที่เกี่ยวข้องจะเป็นผลคูณโดยตรงของกลุ่มที่เกี่ยวข้องกับส่วนประกอบแต่ละส่วน ดังนั้นการรวมกันแบบไม่ทับซ้อนกันของกราฟ Coxeter จะให้ผลคูณโดยตรงของกลุ่ม Coxeter
เมทริกซ์ค็อกซ์เตอร์เกี่ยวข้องกับเมทริกซ์ Schläfliพร้อมรายการแต่ค่าต่างๆ จะถูกปรับเปลี่ยน โดยเป็นสัดส่วนกับผลคูณดอทของตัวสร้างแบบคู่ เมทริกซ์ Schläfli มีประโยชน์เพราะค่าลักษณะเฉพาะ ของมัน จะกำหนดว่ากลุ่ม Coxeter เป็นแบบจำกัด (ค่าทั้งหมดเป็นบวก) แบบเชิงเส้น (ค่าทั้งหมดไม่เป็นลบ มีศูนย์อย่างน้อยหนึ่งค่า) หรือแบบไม่แน่นอน (อย่างอื่น) บางครั้งกลุ่มแบบไม่แน่นอนจะถูกแบ่งย่อยออกไปอีก เช่น เป็นกลุ่มไฮเปอร์โบลิกและกลุ่ม Coxeter อื่นๆ อย่างไรก็ตาม มีคำจำกัดความที่ไม่เทียบเท่ากันหลายแบบสำหรับกลุ่ม Coxeter แบบไฮเปอร์โบลิก
| กลุ่มค็อกซ์เตอร์ | เอ ×เอ | เอ | บี | ฉัน (5) | จี | เอ | บี | ดี | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| แผนภาพค็อกซ์เตอร์ | ||||||||||
| เมทริกซ์ค็อกซ์เตอร์ | ||||||||||
| เมทริกซ์ Schläfli |
ตัวอย่าง
กราฟซึ่งจุดยอดผ่านจุดยอดแต่ละจุดเชื่อมต่อกับ จุด ยอดข้างเคียง โดยตรงด้วย เส้นขอบ ที่ไม่มีป้ายกำกับ คือแผนภาพค็อกซ์เตอร์ของ กลุ่มสมมาตรตัวสร้างจะสอดคล้องกับการสลับตำแหน่งการสลับตำแหน่งที่ไม่ต่อเนื่องกันสองครั้งใดๆ จะสลับที่ได้ ในขณะที่การคูณการสลับตำแหน่งที่ต่อเนื่องกันสองครั้งจะให้วัฏจักร 3. ดังนั้นเป็นผลหารของกลุ่มค็อกซ์เตอร์ที่มีแผนภาพค็อกซ์เตอร์ข้อโต้แย้งเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าแผนที่ผลหารนี้เป็นไอโซมอร์ฟิซึม
นามธรรมของกลุ่มสะท้อน
กลุ่มค็อกเซเตอร์เป็นนามธรรมของกลุ่มสะท้อน กลุ่มค็อกเซเตอร์เป็น กลุ่ม นามธรรมในแง่ที่ว่าสามารถแสดงออกมาได้ด้วยวิธีการนำเสนอ ในทางกลับกัน กลุ่มสะท้อนเป็นกลุ่มรูปธรรมในแง่ที่ว่าแต่ละองค์ประกอบของกลุ่มเป็นผลรวมของการสะท้อนทางเรขาคณิตจำนวนจำกัดรอบระนาบเชิงเส้นในปริภูมิยุคลิดบางแห่ง ในทางเทคนิค กลุ่มสะท้อนเป็นกลุ่มย่อยของกลุ่มเชิงเส้น (หรือการวางนัยทั่วไปต่างๆ) ที่สร้างขึ้นโดยเมทริกซ์เชิงตั้งฉากที่มีดีเทอร์มิแนนต์ -1 ตัวสร้างแต่ละตัวของกลุ่มค็อกเซเตอร์มีอันดับ 2 ซึ่งเป็นนามธรรมของข้อเท็จจริงทางเรขาคณิตที่ว่าการสะท้อนสองครั้งคือเอกลักษณ์ ความสัมพันธ์แต่ละอย่างในรูปแบบซึ่งสอดคล้องกับข้อเท็จจริงทางเรขาคณิตที่ว่า เมื่อกำหนดระนาบ สองระนาบ มาบรรจบกันที่มุม θการรวมกันของการสะท้อนสองครั้งเกี่ยวกับระนาบไฮเปอร์เหล่านี้คือการหมุนโดยซึ่งมีลำดับk
ด้วยวิธีนี้ กลุ่มสะท้อนทุกกลุ่มสามารถนำเสนอเป็นกลุ่ม Coxeter ได้[ 1 ]ในทางกลับกันเป็นจริงเพียงบางส่วน: กลุ่ม Coxeter จำกัดทุกกลุ่มยอมรับการแสดงแทนที่ถูกต้องในฐานะกลุ่มสะท้อนจำกัดของปริภูมิยุคลิดบาง ปริภูมิ [ 2 ] อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกกลุ่ม Coxeter อนันต์ที่ยอมรับการแสดงแทนในฐานะกลุ่มสะท้อน
กลุ่ม Coxeter จำกัดได้รับการจำแนกประเภทแล้ว[ 2 ]
กลุ่มค็อกซ์เตอร์จำกัด

การจำแนกประเภท
กลุ่ม Coxeter จำกัดจะถูกจำแนกตามแผนภาพ Coxeterของ กลุ่ม [ 2 ]
กลุ่ม Coxeter จำกัดที่มีแผนภาพ Coxeter เชื่อมต่อกันประกอบด้วยตระกูลพารามิเตอร์เดียว 3 ตระกูลที่มีมิติเพิ่มขึ้น (สำหรับ,สำหรับ, และสำหรับ) ตระกูลพารามิเตอร์เดียวที่มีมิติสอง (สำหรับ) และ กลุ่ม พิเศษ หก กลุ่ม (และ). ทุกกลุ่ม Coxeter จำกัดเป็นผลคูณโดยตรงของกลุ่มที่ไม่สามารถลดทอนได้จำนวนจำกัดเหล่านี้[ a ]
กลุ่มเวล์
กลุ่มเหล่านี้หลายกลุ่ม แต่ไม่ใช่ทั้งหมด เป็นกลุ่ม Weyl และทุกกลุ่ม Weyl สามารถแสดงออกมาในรูปกลุ่ม Coxeter ได้ กลุ่ม Weyl เปรียบเสมือนตระกูลต่างๆและและข้อยกเว้นและแสดงด้วยสัญลักษณ์กลุ่มเวล์ (Weyl group notation) ดังนี้
คนที่ไม่ใช่ตระกูล Weyl ถือเป็นข้อยกเว้นและและสมาชิกในครอบครัวเหล่านั้นซึ่งไม่มีลักษณะสมมาตรเป็นพิเศษกับกลุ่ม Weyl (กล่าวคือ)และ)
สิ่งนี้สามารถพิสูจน์ได้โดยการเปรียบเทียบข้อจำกัดของไดอะแกรม Dynkin (แบบไม่มีทิศทาง) กับข้อจำกัดของไดอะแกรม Coxeter ของกลุ่มจำกัด: ในทางรูปแบบ กราฟ Coxeter สามารถได้มาจากไดอะแกรม Dynkin โดยการละทิ้งทิศทางของขอบ และแทนที่ขอบคู่ทุกเส้นด้วยขอบที่มีป้ายกำกับ 4 และขอบสามเส้นทุกเส้นด้วยขอบที่มีป้ายกำกับ 6 นอกจากนี้ โปรดทราบว่ากลุ่ม Coxeter ที่สร้างขึ้นอย่างจำกัดทุกกลุ่มเป็นกลุ่มอัตโนมัติ[ 7 ]ไดอะแกรม Dynkin มีข้อจำกัดเพิ่มเติมว่าป้ายกำกับขอบที่อนุญาตมีเพียง 2, 3, 4 และ 6 ซึ่งให้ผลลัพธ์ข้างต้น ในทางเรขาคณิต สิ่งนี้สอดคล้องกับทฤษฎีบทข้อจำกัดทางผลึกศาสตร์และข้อเท็จจริงที่ว่าโพลีโทปที่ถูกยกเว้นจะไม่เติมเต็มพื้นที่หรือปูระนาบ – สำหรับทรงสิบสองเหลี่ยม (หรือทรงยี่สิบเหลี่ยม) ไม่ได้เติมเต็มพื้นที่;แบตเตอรี่ขนาด 120 เซลล์ (หรือ 600 เซลล์) ไม่กินพื้นที่; สำหรับรูป หลายเหลี่ยม pไม่สามารถปูระนาบได้ ยกเว้นในกรณี...หรือ(การปูพื้นด้วยรูปสามเหลี่ยม สี่เหลี่ยม และหกเหลี่ยม ตามลำดับ)
นอกจากนี้ โปรดสังเกตว่าแผนภาพ Dynkin (แบบมีทิศทาง) B และC ก่อให้เกิดกลุ่ม Weyl เดียวกัน (ดังนั้นจึงเป็นกลุ่ม Coxeter) เนื่องจากแตกต่างกันในฐานะ กราฟ แบบมีทิศทางแต่ตรงกันในฐานะ กราฟ แบบไม่มีทิศทาง – ทิศทางมีความสำคัญสำหรับระบบราก แต่ไม่สำคัญสำหรับกลุ่ม Weyl ซึ่งสอดคล้องกับไฮเปอร์คิวบ์และครอสโพลีโทปที่เป็นโพลีโทปปกติที่แตกต่างกัน แต่มีกลุ่มสมมาตรเดียวกัน
คุณสมบัติ
ตารางต่อไปนี้แสดงคุณสมบัติบางประการของกลุ่มค็อกซ์เตอร์ที่ไม่สามารถลดทอนได้แบบจำกัด อันดับของกลุ่มที่ลดทอนได้สามารถคำนวณได้จากผลคูณของอันดับกลุ่มย่อยที่ไม่สามารถลดทอนได้
อันดับn | สัญลักษณ์กลุ่ม | สัญลักษณ์ทางเลือก | สัญกรณ์วงเล็บ | กราฟ ค็อกซ์เตอร์ | การสะท้อนm = 1 / 2 nh [ 8 ] | หมายเลขค็อกซ์เตอร์h | คำสั่ง | โครงสร้างกลุ่ม[ 9 ] | โพลีโทปที่เกี่ยวข้อง |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | เอ | เอ | [ ] | 1 | 2 | 2 | { } | ||
| 2 | เอ | เอ | [3] | 3 | 3 | 6 | {3} | ||
| 3 | เอ | เอ | [3,3] | 6 | 4 | 24 | {3,3} | ||
| 4 | เอ | เอ | [3,3,3] | 10 | 5 | 120 | {3,3,3} | ||
| 5 | เอ | เอ | [3,3,3,3] | 15 | 6 | 720 | {3,3,3,3} | ||
| n | หนึ่ง | หนึ่ง | [3 n −1 ] | n ( n + 1)/2 | n + 1 | ( n + 1)! | n-ซิมเพล็กซ์ | ||
| 2 | บี | ซี | [4] | 4 | 4 | 8 | {4} | ||
| 3 | บี | ซี | [4,3] | 9 | 6 | 48 | {4,3} / {3,4} | ||
| 4 | บี | ซี | [4,3,3] | 16 | 8 | 384 | {4,3,3} / {3,3,4} | ||
| 5 | บี | ซี | [4,3,3,3] | 25 | 10 | 3840 | {4,3,3,3} / {3,3,3,4} | ||
| n | บี | ซี | [4,3 n −2 ] | n 2 | 2 น. | 2 นน ! | n-คิวบ์ / n-ออร์โธเพล็กซ์ | ||
| 4 | ดี | บี | [3 1,1,1 ] | 12 | 6 | 192 | h{4,3,3} / {3,3 1,1 } | ||
| 5 | ดี | บี | [3 2,1,1 ] | 20 | 8 | 1920 | h{4,3,3,3} / {3,3,3 1,1 } | ||
| n | ดี | บี | [3 n −3,1,1 ] | n ( n − 1) | 2( n − 1) | 2 n − 1 n ! | n-เดมิคิวบ์ / n-ออร์โธเพล็กซ์ | ||
| 6 | อี | อี | [3 2,2,1 ] | 36 | 12 | 51840 | |||
| 7 | อี | อี | [3 3,2,1 ] | 63 | 18 | 2903040 | 3 , 2 , 1 | ||
| 8 | อี | อี | [3 4,2,1 ] | 120 | 30 | 696729600 | 4 , 2 , 1 | ||
| 4 | เอฟ | เอฟ | [3,4,3] | 24 | 12 | 1152 | {3,4,3} | ||
| 2 | จี | – ( D 6 ) | [6] | 6 | 6 | 12 | {6} | ||
| 2 | ฉัน (5) | จี | [5] | 5 | 5 | 10 | {5} | ||
| 3 | เอช | จี | [3,5] | 15 | 10 | 120 | {3,5} / {5,3} | ||
| 4 | เอช | จี | [3,3,5] | 60 | 30 | 14400 | [ข] | {5,3,3} / {3,3,5} | |
| 2 | ฉัน ( n ) | ดีเอ็น | [ n ] | n | n | 2 น. | เมื่อn = p k + 1, pเป็นจำนวนเฉพาะ เมื่อn = p k − 1, pเป็นจำนวนเฉพาะ | { p } |
กลุ่มสมมาตรของรูปหลายเหลี่ยมปกติ
กลุ่มสมมาตรของรูปทรงหลายเหลี่ยมปกติทุกรูปคือกลุ่มค็อกซีเตอร์จำกัด โปรดสังเกตว่ารูปทรงหลายเหลี่ยมคู่ขนานมีกลุ่มสมมาตรเดียวกัน
มีโพลีโทปปกติสามชุดในทุกมิติ กลุ่มสมมาตรของซิม เพล็กซ์ n ปกติ คือกลุ่มสมมาตรS หรือที่รู้จักกันในชื่อกลุ่มค็อกเซเตอร์ชนิดA กลุ่มสมมาตรของลูกบาศก์nและคู่ของมัน คือ โพ ลีโทปไขว้n คือ B และรู้จักกันในชื่อกลุ่มไฮเปอร์ออกตาเฮดรัล
รูปทรงหลายเหลี่ยมปกติพิเศษในมิติสอง สาม และสี่ สอดคล้องกับกลุ่ม Coxeter อื่นๆ ในสองมิติกลุ่มไดเฮดรัลซึ่งเป็นกลุ่มสมมาตรของรูปหลายเหลี่ยมปกติจะก่อตัวเป็นอนุกรมI ( p ) สำหรับp ≥ 3 ในสามมิติ กลุ่มสมมาตรของทรงสิบสองเหลี่ยม ปกติ และทรงยี่สิบเหลี่ยม ปกติ ซึ่งเป็นรูปคู่ของมัน คือH ซึ่งรู้จักกันในชื่อกลุ่มทรงยี่สิบเหลี่ยมเต็มในสี่มิติ มีรูปทรงหลายเหลี่ยมปกติพิเศษสามรูป ได้แก่24-เซลล์120-เซลล์และ600- เซลล์รูปแรกมีกลุ่มสมมาตรF ในขณะที่อีกสองรูปเป็นรูปคู่และมีกลุ่มสมมาตรH
กลุ่ม Coxeter ประเภทD , E , E และE เป็นกลุ่มสมมาตรของโพลีโทปกึ่งปกติ บาง ชนิด
กลุ่ม Affine Coxeter


กลุ่มCoxeter แบบแอฟฟินเป็นกลุ่ม Coxeter ที่สำคัญลำดับที่สอง กลุ่มเหล่านี้ไม่ใช่กลุ่มจำกัด แต่แต่ละกลุ่มประกอบด้วยกลุ่มย่อยแบบอาเบเลียนปกติ ซึ่งทำให้กลุ่มผลหารที่สอดคล้องกันเป็นกลุ่มจำกัด ในแต่ละกรณี กลุ่มผลหารเองก็เป็นกลุ่ม Coxeter และกราฟ Coxeter ของกลุ่ม Coxeter แบบแอฟฟินได้มาจากกราฟ Coxeter ของกลุ่มผลหารโดยการเพิ่มจุดยอดอีกหนึ่งจุดและขอบอีกหนึ่งหรือสองเส้น ตัวอย่างเช่น สำหรับn ≥ 2 กราฟที่ประกอบด้วย จุดยอด n + 1 จุดในวงกลมได้มาจากA ในลักษณะนี้ และกลุ่ม Coxeter ที่สอดคล้องกันคือกลุ่ม Weyl แบบแอฟฟินของA ( กลุ่มสมมาตรแบบแอฟฟิน ) สำหรับn = 2 สิ่งนี้สามารถมองเห็นได้ว่าเป็นกลุ่มย่อยของกลุ่มสมมาตรของการปูระนาบมาตรฐานด้วยสามเหลี่ยมด้านเท่า
โดยทั่วไป เมื่อกำหนดระบบรากแล้ว เราสามารถสร้างแผนภาพStiefel ที่เกี่ยวข้อง ได้ ซึ่งประกอบด้วยระนาบไฮเปอร์ที่ตั้งฉากกับรากพร้อมกับการแปลระนาบไฮเปอร์เหล่านี้บางส่วน กลุ่ม Coxeter แบบแอฟฟิน (หรือกลุ่ม Weyl แบบแอฟฟิน) คือกลุ่มที่สร้างขึ้นจากการสะท้อน (แบบแอฟฟิน) เกี่ยวกับระนาบไฮเปอร์ทั้งหมดในแผนภาพ[ 10 ]แผนภาพ Stiefel แบ่งระนาบออกเป็นส่วนประกอบที่เชื่อมต่อกันจำนวนอนันต์ที่เรียกว่าซอกและกลุ่ม Coxeter แบบแอฟฟินจะกระทำอย่างอิสระและถ่ายทอดได้บนซอก เช่นเดียวกับที่กลุ่ม Weyl ทั่วไปกระทำอย่างอิสระและถ่ายทอดได้บนห้อง Weyl รูปทางด้านขวาแสดงแผนภาพ Stiefel สำหรับระบบราก
สมมติเป็นระบบรากที่ไม่สามารถลดทอนได้ซึ่งมีลำดับชั้นและปล่อยให้เป็นกลุ่มของรากศัพท์ง่ายๆ นอกจากนี้ ให้แทนรากสูงสุด จากนั้นกลุ่ม Coxeter แบบแอฟฟินจะถูกสร้างขึ้นโดยการสะท้อนแบบธรรมดา (เชิงเส้น) เกี่ยวกับระนาบไฮเปอร์ที่ตั้งฉากกับพร้อมกับการสะท้อนเชิงเส้นรอบการเลื่อนของระนาบที่ตั้งฉากกับกราฟ Coxeter สำหรับกลุ่ม Weyl แบบแอฟฟิน คือ แผนภาพ Coxeter–Dynkin สำหรับพร้อมด้วยโหนดเพิ่มเติมอีกหนึ่งโหนดที่เชื่อมโยงกับในกรณีนี้ ช่องว่างหนึ่งในแผนภาพ Stiefel อาจได้มาจากการนำห้อง Weyl พื้นฐานมาตัดด้วยการเลื่อนระนาบไฮเปอร์ที่ตั้งฉากกับ[ 11 ]
ต่อไปนี้คือรายชื่อกลุ่ม Coxeter แบบแอฟฟิน:
| สัญลักษณ์กลุ่ม | สัญลักษณ์วิทท์ | สัญกรณ์วงเล็บ | กราฟ ค็อกซ์เตอร์ | ลวดลายเทสเซลเลชันสม่ำเสมอที่เกี่ยวข้อง |
|---|---|---|---|---|
| [3 [ n +1] ] | รังผึ้งแบบซิมเพล็กติก | |||
| [4,3 n − 3 ,3 1,1 ] | รังผึ้งเดมิไฮเปอร์คิวบิก | |||
| [4,3 n −2 ,4] | รังผึ้งไฮเปอร์คิวบิก | |||
| [ 3 1,1 ,3 n −4 ,3 1,1 ] | รังผึ้งเดมิไฮเปอร์คิวบิก | |||
| [3 2,2,2 ] | 2 | |||
| [3 3,3,1 ] | 3 , 1 | |||
| [3 5,2,1 ] | 5 , 2 , 1 | |||
| [3,4,3,3] | รังผึ้ง 16 ช่องรังผึ้ง 24 ช่อง | |||
| [6,3] | การปูกระเบื้องหกเหลี่ยมและการปูกระเบื้องสามเหลี่ยม | |||
| [∞] | อะพีโรกอน |
ตัวเลขดัชนีของสัญลักษณ์กลุ่มในแต่ละกรณีจะน้อยกว่าจำนวนโหนดอยู่หนึ่ง เนื่องจากแต่ละกลุ่มเหล่านี้ได้มาจากการเพิ่มโหนดลงในกราฟของกลุ่มจำกัด
กลุ่มค็อกซ์เตอร์ไฮเปอร์โบลิก
มีกลุ่ม Coxeter แบบไฮเปอร์โบลิก จำนวนอนันต์ ที่อธิบายกลุ่มการสะท้อนในปริภูมิไฮเปอร์โบลิกโดยเฉพาะอย่างยิ่งรวมถึงกลุ่มสามเหลี่ยมไฮเปอร์โบลิกด้วย
กลุ่มค็อกซ์เตอร์ที่ไม่สามารถลดทอนได้
กล่าวได้ว่ากลุ่มค็อกซ์เตอร์ (Coxeter group) เป็นกลุ่มที่ไม่สามารถลดทอนได้ (irreducible group ) หากแผนภาพค็อกซ์เตอร์-ไดน์กิน (Coxeter–Dynkin diagram) ของกลุ่มนั้นเชื่อมต่อกัน กลุ่มค็อกซ์เตอร์ทุกกลุ่มเป็นผลคูณโดยตรงของกลุ่มที่ไม่สามารถลดทอนได้ซึ่งสอดคล้องกับส่วนประกอบในแผนภาพค็อกซ์เตอร์-ไดน์กินของกลุ่มนั้น
คำสั่งซื้อบางส่วน
การเลือกตัวสร้างการสะท้อนทำให้เกิดฟังก์ชันความยาวℓบนกลุ่ม Coxeter ซึ่งก็คือจำนวนการใช้ตัวสร้างขั้นต่ำที่จำเป็นในการแสดงองค์ประกอบของกลุ่ม นี่คือความยาวในเมตริกคำในกราฟ Cayley อย่างแม่นยำ นิพจน์สำหรับvโดยใช้ ตัวสร้าง ℓ ( v ) คือคำที่ลดรูปแล้วตัวอย่างเช่น การเรียงสับเปลี่ยน (13) ในS มีคำที่ลดรูปแล้วสองคำ (12)(23)(12) และ (23)(12)(23) ฟังก์ชันกำหนดแผนที่การวางนัยทั่วไปของแผนที่เครื่องหมายสำหรับกลุ่มสมมาตร
โดยใช้คำที่ลดรูปแล้ว เราสามารถกำหนดลำดับย่อยสามลำดับบนกลุ่ม Coxeter ได้แก่ลำดับอ่อน (ทางขวา) ลำดับสัมบูรณ์และลำดับ Bruhat (ตั้งชื่อตามFrançois Bruhat ) ในลำดับ Bruhat สมาชิกvจะมีค่ามากกว่าสมาชิกuถ้าคำที่ลดรูปบางคำ (หรือเทียบเท่ากับคำใดๆ) สำหรับvมีคำที่ลดรูปสำหรับuเป็นสตริงย่อย โดยที่ตัวอักษรบางตัว (ในตำแหน่งใดก็ได้) ถูกตัดออก ในลำดับอ่อนv ≥ uถ้าคำที่ลดรูปบางคำสำหรับvมีคำที่ลดรูปสำหรับuเป็นส่วนเริ่มต้น อันที่จริง ความยาวของคำทำให้สิ่งนี้กลายเป็นโพเซตแบบมีระดับแผนภาพ Hasseที่สอดคล้องกับลำดับเหล่านี้เป็นวัตถุของการศึกษา และมีความสัมพันธ์กับกราฟ Cayleyที่กำหนดโดยตัวสร้าง ลำดับสัมบูรณ์ถูกกำหนดในลักษณะเดียวกันกับลำดับอ่อน แต่ชุดตัวสร้าง/ตัวอักษรประกอบด้วยตัวผันทั้งหมดของตัวสร้าง Coxeter
ตัวอย่างเช่น การเรียงสับเปลี่ยน (1 2 3) ในS มีคำที่ลดรูปเพียงคำเดียว (12)(23) ดังนั้นจึงครอบคลุม (12) และ (23) ในลำดับ Bruhat แต่ครอบคลุมเฉพาะ (12) ในลำดับอ่อน
ความเหมือนกัน
เนื่องจากกลุ่มค็อกซ์เตอร์กลุ่มนี้ถูกสร้างขึ้นโดยสมาชิกจำนวนจำกัดที่มีอันดับ 2 และ การทำให้เป็นกลุ่ม อาเบเลียน ของกลุ่มนี้ คือกลุ่มอาเบเลียน 2 มิติพื้นฐานกล่าวคือ มันสม isomorphic กับผลรวมโดยตรงของกลุ่มวัฏจักร หลายๆ ชุดอาจกล่าวใหม่ได้โดยใช้กลุ่มความเหมือน กลุ่มแรก ของ.
ตัวคูณชูร์เท่ากับกลุ่มโฮโมโลยีที่สองของได้รับการคำนวณใน( Ihara & Yokonuma 1965 )สำหรับกลุ่มการสะท้อนแบบจำกัด และใน( Yokonuma 1965 )สำหรับกลุ่มการสะท้อนแบบแอฟฟิน โดยมีคำอธิบายที่เป็นเอกภาพมากขึ้นใน( Howlett 1988 )ในทุกกรณี ตัวคูณ Schur ยังเป็นกลุ่มอาเบเลียน 2-กลุ่มพื้นฐานด้วย สำหรับแต่ละตระกูลอนันต์ของกลุ่ม Weyl จำกัดหรือเชิงเส้นตรง อันดับของมีเสถียรภาพเมื่อมีค่าเข้าสู่ค่าอนันต์
ดูเพิ่มเติม
- กลุ่มอาร์ติน-ทิตส์
- ทฤษฎีบทเชวาลลีย์-เชพเพิร์ด-ทอดด์
- กลุ่มการสะท้อนที่ซับซ้อน
- องค์ประกอบค็อกซ์เตอร์
- ปัญหาไอโซมอร์ฟิซึมของกลุ่มค็อกเซเตอร์
- พีชคณิตอิวาโฮริ-เฮคเค่การแปลงรูปควอนตัมของพีชคณิตกลุ่ม
- พหุนามคาซดัน-ลุสติก
- องค์ประกอบที่ยาวที่สุดของกลุ่มค็อกซ์เตอร์
- กลุ่มย่อยพาราโบลาของกลุ่มสะท้อน
- การจัดเรียงที่สามารถแก้ไขได้ขั้นสูง
หมายเหตุ
บรรณานุกรม
- Hall, Brian C. (2015). กลุ่มลี, พีชคณิตลี และการแทน: บทนำเบื้องต้น . ตำราคณิตศาสตร์ระดับบัณฑิตศึกษา เล่มที่ 222 ( ฉบับที่ 2). Springer. ISBN 978-3-319-13466-6.
- Ihara, S.; Yokonuma, Takeo (1965). "เกี่ยวกับกลุ่มโคฮอโมโลยีลำดับที่สอง (ตัวคูณชูร์) ของกลุ่มสะท้อนจำกัด" (PDF) . วารสารคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยโตเกียว, ภาค 1 . 11 : 155– 171. Zbl 0136.28802 . เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 2013-10-23.
- Howlett, Robert B. (1988). "เกี่ยวกับตัวคูณ Schur ของกลุ่ม Coxeter". J. London Math. Soc . 2. 38 (2): 263– 276. doi : 10.1112/jlms/s2-38.2.263 . Zbl 0627.20019 .
- Yokonuma, Takeo (1965). "เกี่ยวกับกลุ่มโคฮอโมโลยีลำดับที่สอง (ตัวคูณชูร์) ของกลุ่มสะท้อนแบบไม่ต่อเนื่องอนันต์". วารสารคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยโตเกียว ภาค1. 11 : 173– 186. hdl : 2261/6049 . Zbl 0136.28803 .
อ่านเพิ่มเติม
- Björner, Anders ; Brenti, Francesco (2005). Combinatorics of Coxeter Groups . Graduate Texts in Mathematics . Vol. 231. Springer. ISBN 978-3-540-27596-1. Zbl 1110.05001 .
- Grove, Larry C.; Benson, Clark T. (1985). กลุ่มการสะท้อนแบบจำกัด . ตำราระดับบัณฑิตศึกษาทางคณิตศาสตร์. เล่มที่ 99. Springer. ISBN 978-0-387-96082-1.
- เคน, ริชาร์ด (2001). กลุ่มการสะท้อนและทฤษฎีอินแวเรียนต์ . CMS Books in Mathematics. สปริงเกอร์. ISBN 978-0-387-98979-2. Zbl 0986.20038 .
- ฮิลเลอร์, ฮาวาร์ด (1982). เรขาคณิตของกลุ่มค็อกซ์เตอร์ . บันทึกการวิจัยทางคณิตศาสตร์. เล่มที่ 54. พิตแมน. ISBN 978-0-273-08517-1. Zbl 0483.57002 .
- Vinberg, Ernest B. (1984). "การไม่มีกลุ่มการสะท้อนทางผลึกศาสตร์ในปริภูมิ Lobachevski มิติขนาดใหญ่" Trudy Moskov. Mat. Obshch . 47 .
ลิงก์ภายนอก
- "กลุ่มค็อกซ์เตอร์" , สารานุกรมคณิตศาสตร์ , EMS Press , 2001 [1994]
- ไวส์สไตน์, เอริก ดับเบิลยู. , "Coxeter group" , MathWorld
- ซอฟต์แวร์ Jenn สำหรับแสดงภาพกราฟ Cayley ของกลุ่ม Coxeter จำกัดบนตัวสร้างสูงสุดสี่ตัว