กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 19 นาที

การกระทำของกลุ่ม

ในทางคณิตศาสตร์ การกระทำ ของกลุ่มบน เซต หนึ่ง ๆ นั้น โดยคร่าวๆ แล้วหมายถึงการดำเนินการที่รับสมาชิกหนึ่งจากเซตหนึ่งไปยังอีกเซตหนึ่งแล้วสร้างสมาชิกอีกตัวหนึ่งในเซตนั้น ขึ้นมา...

การกระทำของกลุ่ม

กลุ่มวัฏจักรC 3ซึ่งประกอบด้วยการหมุน 0°, 120° และ 240° กระทำต่อเซตของจุดยอดทั้งสามจุด

ในทางคณิตศาสตร์การกระทำของกลุ่มบนเซต หนึ่ง ๆ นั้น โดยคร่าวๆ แล้วหมายถึงการดำเนินการที่รับสมาชิกหนึ่งจากเซตหนึ่งไปยังอีกเซตหนึ่งแล้วสร้างสมาชิกอีกตัวหนึ่งในเซตนั้น ขึ้นมา กล่าวอย่างเป็นทางการมากขึ้นก็คือโฮโมมอร์ฟิซึมของกลุ่มจากเซตหนึ่งไปยังกลุ่มออโตมอร์ฟิซึมของ เซตนั้น (ซึ่งเป็นเซตของการจับคู่แบบ หนึ่งต่อหนึ่งทั่วถึง บน เซต นั้น พร้อมกับการดำเนินการของกลุ่มที่เป็นการประกอบฟังก์ชัน ) กล่าวได้ว่ากระทำบน เซตนั้น

การแปลงหลายชุดสามารถรวมกันเป็นกลุ่ม ได้ ภายใต้การประกอบฟังก์ชัน ตัวอย่างเช่นการหมุนรอบจุดในระนาบ การพิจารณากลุ่มนี้ว่าเป็นกลุ่มนามธรรมและกล่าวว่ามีการกระทำของกลุ่มนามธรรมซึ่งประกอบด้วยการดำเนินการแปลงของกลุ่มการแปลงนั้น มักเป็นประโยชน์ เหตุผลที่ต้องแยกกลุ่มออกจากการแปลงก็คือ โดยทั่วไปแล้ว กลุ่มการแปลงของโครงสร้าง หนึ่ง จะกระทำกับโครงสร้างที่เกี่ยวข้องอื่นๆ ด้วย ตัวอย่างเช่น กลุ่มการหมุนข้างต้นยังกระทำกับรูปสามเหลี่ยมโดยการแปลงรูปสามเหลี่ยมให้เป็นรูปสามเหลี่ยมอีกรูปหนึ่ง

ถ้ากลุ่มใดกลุ่มหนึ่งกระทำต่อโครงสร้าง กลุ่มนั้นมักจะกระทำต่อวัตถุที่สร้างขึ้นจากโครงสร้างนั้นด้วย ตัวอย่างเช่น กลุ่มสมมาตรของไอโซเมตรีในปริภูมิยูคลิดกระทำต่อปริภูมิยูคลิดและรูปทรงที่วาดในนั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันกระทำต่อเซตของรูปสามเหลี่ยม ทั้งหมด ในทำนองเดียวกัน กลุ่มสมมาตรของทรงหลายเหลี่ยมกระทำต่อจุดยอดขอบและหน้าของทรงหลายเหลี่ยมนั้น

การกระทำของกลุ่มบนปริภูมิเวกเตอร์เรียกว่าการแทนกลุ่ม ในกรณีของปริภูมิเวกเตอร์มิติจำกัด การแทนกลุ่มนี้ทำให้สามารถระบุกลุ่มจำนวนมากกับกลุ่มย่อยของกลุ่มเชิงเส้นทั่วไป ซึ่งเป็นกลุ่มของเมทริกซ์ผกผันที่มีมิติเหนือฟิลด์ได้

กลุ่มสมมาตร กระทำต่อเซต ใดๆ ที่มีสมาชิกจำนวน n ตัว โดยการสลับตำแหน่งของสมาชิกในเซตนั้น แม้ว่ากลุ่มของการเรียงสับเปลี่ยน ทั้งหมด ของเซตจะขึ้นอยู่กับเซตนั้นในเชิงรูปแบบ แต่แนวคิดของการกระทำของกลุ่มทำให้เราสามารถพิจารณากลุ่มเดียวสำหรับการศึกษาการเรียงสับเปลี่ยนของเซตทั้งหมดที่มีจำนวนสมาชิก เท่ากัน ได้

คำนิยาม

การกระทำของกลุ่มฝ่ายซ้าย

ถ้าเป็นกลุ่มที่มีเอกลักษณ์และเป็นเซต แล้วการกระทำของกลุ่ม ( ทางซ้าย ) ของบนเป็นฟังก์ชัน

ซึ่งสอดคล้องกับ สัจพจน์สองข้อต่อไปนี้: [ 1 ]

ตัวตน:
ความเข้ากันได้:

เพื่อทุกคนและในและทุกคน ใน

จากนั้นจึงกล่าวว่า กลุ่มนั้นกระทำการ( จากทางซ้าย) เซตพร้อมกับการกระทำเรียกว่าเซต ( ซ้าย )

อาจสะดวกในการเขียนสัญลักษณ์ โดยการใช้การแปลงแบบเคอร์รี่ (curry ) แทนการใช้การแปลงแบบเดิม เพื่อให้ได้ชุดของการแปลงโดยมีการแปลงหนึ่งครั้งสำหรับแต่ละองค์ประกอบของกลุ่มความสัมพันธ์เอกลักษณ์และความเข้ากันได้จึงเขียนได้ดังนี้ และ สัจพจน์ข้อที่สองระบุว่าการประกอบฟังก์ชันเข้ากันได้กับการคูณกลุ่ม พวกมันก่อให้เกิดแผนภาพการสลับที่ได้สัจพจน์นี้สามารถย่อให้สั้นลงได้อีก และเขียนได้เป็น

จากความเข้าใจข้างต้น จึงเป็นเรื่องปกติมากที่จะหลีกเลี่ยงการเขียนโดยสิ้นเชิง และแทนที่ด้วยจุด หรือไม่เขียนอะไรเลย ดังนั้น จึงสามารถย่อเป็นหรือ ได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการกระทำนั้นชัดเจนจากบริบท หลักการพื้นฐานจึงเป็นดังนี้

จากสัจพจน์ทั้งสองนี้ สรุปได้ว่าสำหรับค่าคงที่ใดๆในฟังก์ชันจากไปยังตัวมันเองซึ่งแมปไปยังเป็นฟังก์ชัน หนึ่งต่อหนึ่ง ทั่วถึง โดยมีฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งทั่วถึงผกผันเป็นแผนที่ที่สอดคล้องกันสำหรับดังนั้น เราอาจกำหนดการกระทำของกลุ่มของบน ได้อย่างเทียบเท่าว่า เป็นโฮโมมอร์ฟิซึมของกลุ่มจากไปยังกลุ่มสมมาตรของฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งทั่วถึงทั้งหมดจากไปยังตัวมันเอง[ 2 ]

การกระทำของกลุ่มที่ถูกต้อง

ในทำนองเดียวกัน การกระทำกลุ่มที่ถูกต้องของon ก็เป็นฟังก์ชัน เช่นกัน

ที่ตรงตามสัจพจน์ที่คล้ายคลึงกัน: [ 3 ]

ตัวตน:
ความเข้ากันได้:

(โดยมักจะย่อให้สั้นลงหรือเมื่อการกระทำที่กำลังพิจารณานั้นชัดเจนจากบริบท)

ตัวตน:
ความเข้ากันได้:

เพื่อทุกคนและในและทุกคน ใน

ความแตกต่างระหว่างการกระทำซ้ายและการกระทำขวาอยู่ที่ลำดับการกระทำของผลคูณต่อสำหรับการกระทำซ้ายจะกระทำก่อน ตามด้วยสำหรับการกระทำขวาจะกระทำก่อน ตามด้วย เนื่องจากสูตรการกระทำซ้ายสามารถสร้างขึ้นจากการกระทำขวาได้โดยการประกอบกับตัวดำเนินการผกผันของกลุ่ม นอกจากนี้ การกระทำขวาของกลุ่มหนึ่งต่อสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นการกระทำซ้ายของกลุ่มตรงข้ามต่อดังนั้นในการสร้างคุณสมบัติทั่วไปของการกระทำของกลุ่มเดียว จึงเพียงพอที่จะพิจารณาเฉพาะการกระทำซ้ายเท่านั้น

คุณสมบัติเด่นของการกระทำ

ให้เป็นกลุ่มที่กระทำต่อเซตการกระทำนี้เรียกว่าซื่อสัตย์หรือมีประสิทธิภาพก็ ต่อ เมื่อสำหรับทุก ๆหมายความว่าอีกนัยหนึ่งโฮโมมอร์ฟิซึมจากไปยังกลุ่มของการส่งแบบหนึ่งต่อหนึ่งของที่สอดคล้องกับการกระทำนั้นเป็นการส่งแบบหนึ่งต่อหนึ่ง

การกระทำนั้นเรียกว่าเป็นอิสระ (หรือกึ่งปกติหรือเป็นอิสระจากจุดตรึง) ถ้าข้อความที่สำหรับบางค่าบ่งชี้ว่า อยู่แล้ว กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ไม่มีองค์ประกอบที่ไม่ใช่ค่าศูนย์ของตรึงจุดของ นี่เป็นคุณสมบัติที่แข็งแกร่งกว่าความซื่อสัตย์มาก

ตัวอย่างเช่น การกระทำของกลุ่มใดๆ ต่อตัวมันเองโดยการคูณทางซ้ายนั้นเป็นการกระทำอิสระ ข้อสังเกตนี้บ่งชี้ถึงทฤษฎีบทของเคย์ลีย์ที่ว่า กลุ่มใดๆ ก็สามารถฝังตัวอยู่ในกลุ่มสมมาตรได้ (ซึ่งเป็นอนันต์เมื่อกลุ่มนั้นเป็นอนันต์) กลุ่มจำกัดอาจกระทำการอย่างซื่อสัตย์ต่อเซตที่มีขนาดเล็กกว่าจำนวนสมาชิกของกลุ่มมาก (อย่างไรก็ตาม การกระทำดังกล่าวไม่สามารถเป็นการกระทำอิสระได้) ตัวอย่างเช่น กลุ่มอาเบเลียน 2-group (ที่มีจำนวนสมาชิก) กระทำการอย่างซื่อสัตย์ต่อเซตที่มีขนาดนี่ไม่ใช่กรณีเสมอไป ตัวอย่างเช่นกลุ่มวัฏจักรไม่สามารถกระทำการอย่างซื่อสัตย์ต่อเซตที่มีขนาดเล็กกว่าได้

โดยทั่วไป เซตที่เล็กที่สุดที่สามารถกำหนดการกระทำที่ซื่อสัตย์ได้นั้น อาจแตกต่างกันอย่างมากสำหรับกลุ่มที่มีขนาดเท่ากัน ตัวอย่างเช่น กลุ่มสามกลุ่มที่มีขนาด 120 ได้แก่ กลุ่มสมมาตรกลุ่มไอโคซาเฮดรอลและกลุ่มวัฏจักรเซตที่เล็กที่สุดที่สามารถกำหนดการกระทำที่ซื่อสัตย์ได้สำหรับกลุ่มเหล่านี้มีขนาด 5, 7 และ 16 ตามลำดับ

คุณสมบัติการถ่ายทอด

การกระทำของคำว่า"บน" เรียกว่าอะไร?สมบัติการถ่ายทอดถ้าสำหรับจุดสองจุดใดๆจะมีค่า a อยู่ค่าหนึ่งที่ทำให้...

การกระทำคือกริยาที่ต้องการกรรมโดยตรง (หรือกริยาที่ต้องการกรรมอย่างชัดเจนหรือ(ปกติ ) ถ้ามันเป็นทั้งแบบถ่ายทอดและเป็นอิสระ นั่นหมายความว่า เมื่อกำหนดจะมีเพียงหนึ่งเดียวเท่านั้นที่ทำให้ถ้าถูกกระทำโดยกลุ่มแบบถ่ายทอดอย่างง่ายบน แล้วจะเรียกว่าปริภูมิเอกพันธุ์หลักสำหรับหรือ-torsor

สำหรับจำนวนเต็มการกระทำคือ- กลุ่มจะมีคุณสมบัติ ทรานซิทีฟก็ต่อเมื่อมีอย่างน้อยสมาชิก และสำหรับคู่ของทูเพิลที่มีสมาชิกแตกต่างกันเป็นคู่ๆ (นั่นคือเมื่อ)จะมีอยู่เช่นนั้นสำหรับกล่าวอีกนัยหนึ่ง การกระทำบนเซตย่อยของของทูเพิลที่ไม่มีสมาชิกซ้ำกันนั้นมีคุณสมบัติทรานซิทีฟ สำหรับกรณีนี้ มักเรียกว่าทรานซิทีฟสองเท่า หรือทรานซิทีฟสามเท่า กลุ่ม2-ทรานซิทีฟ (นั่นคือ กลุ่มย่อยของกลุ่มสมมาตรจำกัดที่มีการกระทำเป็น 2-ทรานซิทีฟ) และโดยทั่วไปแล้วกลุ่มมัลติทรานซิทีฟนั้นได้รับการศึกษาอย่างดีในทฤษฎีกลุ่มจำกัด

การกระทำคือเป็นกริยาที่ต้องการกรรมอย่างเฉียบคมเมื่อการกระทำกับทูเพิลที่ไม่มีรายการซ้ำกันนั้นเป็นกริยาที่ต้องการกรรมอย่างเฉียบคม

ตัวอย่าง

การกระทำของกลุ่มสมมาตรของเป็นแบบถ่ายทอดได้ ในความเป็นจริงเป็นแบบถ่ายทอดได้สำหรับทุก ๆจนถึงจำนวนสมาชิกของถ้ามีจำนวนสมาชิกเท่ากับ การกระทำของกลุ่มสลับจะเป็นแบบถ่ายทอดได้ แต่ไม่ใช่แบบถ่ายทอดได้

การกระทำของกลุ่มเชิงเส้นทั่วไปของปริภูมิเวกเตอร์ต่อเซตของเวกเตอร์ที่ไม่เป็นศูนย์นั้นเป็นแบบทรานซิทีฟ แต่ไม่ใช่แบบ 2-ทรานซิทีฟ (ในทำนองเดียวกันสำหรับการกระทำของกลุ่มเชิงเส้นพิเศษถ้ามิติของ กลุ่มนั้น มีอย่างน้อย 2) การกระทำของกลุ่มเชิงตั้งฉากของปริภูมิยุคลิดนั้นไม่ใช่แบบทรานซิทีฟต่อเวกเตอร์ที่ไม่เป็นศูนย์ แต่เป็นแบบทรานซิทีฟต่อทรง กลมหน่วย

การกระทำดั้งเดิม

การกระทำของon เรียกว่าแบบดั้งเดิมหากไม่มีการแบ่งส่วนของที่คงไว้โดยองค์ประกอบทั้งหมดของนอกเหนือจากการแบ่งส่วนที่ไม่สำคัญ (การแบ่งส่วนเป็นชิ้นเดียวและ ส่วน คู่ ของมัน การแบ่งส่วนเป็นชิ้นเดียว )

คุณสมบัติทางทอพอโลยี

สมมติว่าเป็นปริภูมิเชิงทอพอโลยีและการกระทำของเป็นไปโดยโฮมีโอเมอร์ฟิซึม

การกระทำจะวนเวียนอยู่หากทุก ๆ คนมีละแวกใกล้เคียงซึ่งมีเพียงจำนวนจำกัดเท่านั้นที่มี[ 4 ]

โดยทั่วไป จุดหนึ่งเรียกว่าจุดไม่ต่อเนื่องสำหรับการกระทำของถ้ามีเซตย่อยเปิดที่มี อยู่เพียงจำนวนจำกัดเท่านั้นโดเมนของความไม่ต่อเนื่องของการกระทำคือเซตของจุดไม่ต่อเนื่องทั้งหมด หรือเทียบเท่ากับเซตย่อยเปิดที่เสถียร ที่ใหญ่ที่สุด ซึ่งการกระทำของบนเป็นแบบเคลื่อนที่[ 5 ] ในบริบทไดนามิก สิ่งนี้เรียกว่า เซต เคลื่อนที่ด้วย

การกระทำนั้นถือว่าไม่ต่อเนื่องอย่างเหมาะสมหากสำหรับเซตย่อยกระชับ ทุกเซต จะมีเพียงจำนวนจำกัดเท่านั้นที่. นี่ถือว่าเข้มงวดกว่าการเร่ร่อนอย่างเคร่งครัด ตัวอย่างเช่น การกระทำของบนที่กำหนดโดย นั้นเป็นการเร่ร่อนและเป็นอิสระ แต่ไม่ถือว่าไม่ต่อเนื่องอย่างเหมาะสม[ 6 ]

การกระทำโดยการแปลงเด็คของกลุ่มพื้นฐานของพื้นที่ที่เชื่อมต่อกันอย่างง่าย ในท้องถิ่น บนการปกคลุมสากลนั้นเคลื่อนที่ไปมาและเป็นอิสระ การกระทำดังกล่าวสามารถกำหนดลักษณะได้ด้วยคุณสมบัติต่อไปนี้: ทุก ๆมีบริเวณใกล้เคียงเช่นนั้นสำหรับทุก ๆ[ 7 ] การกระทำที่มีคุณสมบัตินี้บางครั้งเรียกว่าไม่ต่อเนื่องอย่างอิสระและเซตย่อยที่ใหญ่ที่สุดที่การกระทำไม่ต่อเนื่องอย่างอิสระเรียกว่าเซตปกติอิสระ[ 8 ]

การกระทำของกลุ่มบนปริภูมิกระชับเฉพาะที่ เรียกว่าโคคอมแพ็กต์ถ้ามีเซตย่อยกระชับอยู่ซึ่งสำหรับการกระทำที่ไม่ต่อเนื่องอย่างเหมาะสม โคคอมแพ็กต์จะเทียบเท่ากับความกระชับของปริภูมิผลหาร

การกระทำของกลุ่มโทโพโลยี

สมมติว่าเป็นกลุ่มทางทอพอโลยีและเป็นปริภูมิทางทอพอโลยีที่กลุ่มนั้นกระทำการโดยโฮมีโอเมอร์ฟิซึม การกระทำนั้นจะเรียกว่าต่อเนื่องถ้าแผนที่ต่อเนื่องสำหรับทอพอโลยีผลคูณ

กล่าวกันว่าการกระทำดังกล่าวคือเหมาะสมหากแผนที่ที่กำหนดโดยนั้นเหมาะสม[ 9 ] ซึ่งหมายความว่าเซตกระชับที่กำหนดเซตของเช่นนั้นโดยเฉพาะอย่างยิ่ง สิ่งนี้เทียบเท่ากับความไม่ต่อเนื่องที่เหมาะสมหากเป็นกลุ่มแยกย่อย

กล่าวกันว่าเป็นพื้นที่ที่มีเสรีภาพในระดับท้องถิ่นหากมีชุมชนหนึ่งที่เป็นเช่นนั้นสำหรับทุกคนและ...

กล่าวได้ว่าการกระทำนั้นมีความต่อเนื่องอย่างเข้มแข็งหากแผนที่วงโคจรมีความต่อเนื่องสำหรับทุกค่าอย่างไรก็ตาม แม้ชื่อจะบอกว่าเป็นความต่อเนื่อง แต่ความจริงแล้วมันเป็นคุณสมบัติที่อ่อนกว่าความต่อเนื่องของการกระทำ

ถ้าเป็นกลุ่มลี (Lie group)และเป็นแมนิโฟลด์ที่หาอนุพันธ์ได้ (differentiable manifold ) แล้ว สับสเปซของจุดเรียบสำหรับแอคชั่น คือ เซตของจุดที่ทำให้แผนที่เป็น แมนิ โฟลด์เรียบมีทฤษฎีเกี่ยวกับแอคชั่นของกลุ่มลี ที่พัฒนามาอย่างดีแล้ว กล่าว คือ แอคชั่นที่เรียบตลอดทั้งสเปซ

การกระทำเชิงเส้น

ถ้าgกระทำการโดยการแปลงเชิงเส้นบนโมดูลเหนือริงสลับที่ การกระทำนั้นจะเรียกว่าไม่สามารถลดทอนได้หากไม่มีโมดูลย่อยที่ไม่เป็นศูนย์และ คงที่ภายใต้ g ที่เหมาะสม การกระทำนั้นจะเรียกว่ากึ่งง่ายหากสามารถแยกส่วนได้เป็นผลรวมโดยตรงของการกระทำที่ไม่สามารถลดทอนได้

วงโคจรและระบบรักษาเสถียรภาพ

ในสารประกอบของทรงสี่หน้าห้าอัน กลุ่มสมมาตรคือกลุ่มทรงยี่สิบหน้า (แบบหมุน) Iที่มีอันดับ 60 ในขณะที่ตัวรักษาเสถียรภาพของทรงสี่หน้าอันเดียวที่เลือกไว้คือกลุ่มทรงสี่หน้า (แบบหมุน) Tที่มีอันดับ 12 และปริภูมิวงโคจรI / T (ที่มีอันดับ 60/12 = 5) จะถูกระบุอย่างเป็นธรรมชาติกับทรงสี่หน้าทั้ง 5 อัน – โคเซตgTสอดคล้องกับทรงสี่หน้าที่gส่งทรงสี่หน้าที่เลือกไป

พิจารณากลุ่มGที่กระทำต่อเซตX กลุ่ม G นั้นวงโคจรขององค์ประกอบ xใน Xคือเซตขององค์ประกอบใน Xที่ xสามารถเคลื่อนที่ไปได้โดยองค์ประกอบของ Gวงโคจรของ xจะเขียนแทนด้วย G x :

คุณสมบัติที่กำหนดของกลุ่มรับประกันว่าเซตของวงโคจรของ (จุดxใน) Xภายใต้การกระทำของGจะก่อให้เกิดการแบ่งส่วนของXความสัมพันธ์สมมูลที่เกี่ยวข้องถูกกำหนดโดยการกล่าวว่าx ~ yก็ต่อเมื่อมีgในGที่gx = yวงโคจรเหล่านั้นจึงเป็นชั้นสมมูลภายใต้ความสัมพันธ์นี้ สมาชิกสองตัวx และ y จะสมมูลกันก็ต่อเมื่อวงโคจรของพวกมันเหมือนกัน นั่นคือGx = Gy

การกระทำของกลุ่มจะเป็นแบบถ่ายทอดได้ก็ต่อเมื่อมีวงโคจรเพียงหนึ่งเดียวเท่านั้น กล่าวคือ ต้องมีxในXที่Gx = Xซึ่งจะเป็นจริงก็ต่อเมื่อGx = XสำหรับทุกxในX (โดยที่Xไม่ว่างเปล่า)

เซตของวงโคจรทั้งหมดของXภายใต้การกระทำของGเขียนแทนด้วยX / G (หรือบางครั้งเขียนว่าG \ X ) และเรียกว่า เซตของวงโคจรผลหารของการกระทำ ในสถานการณ์ทางเรขาคณิต อาจเรียกว่าปริภูมิวงโคจรในขณะที่ในสถานการณ์ทางพีชคณิต อาจเรียกว่าปริภูมิของตัวแปรร่วม (coinvariants) เขียนแทนด้วย X Gซึ่งแตกต่างจากตัวแปรคงที่ (invariants) ที่เขียนแทนด้วย X Gโดยตัวแปรร่วมเป็นผลหารในขณะที่ตัวแปรคงที่เป็นเซตย่อยคำศัพท์และสัญลักษณ์ของตัวแปรร่วมนี้ใช้โดยเฉพาะในโคฮอโมโลยีของกลุ่มและโฮโมโลยีของกลุ่มซึ่งใช้หลักการเขียนตัวยก/ตัวห้อยแบบเดียวกัน

เซตย่อยที่ไม่เปลี่ยนแปลง

ถ้าYเป็นเซตย่อยของXแล้วGYจะหมายถึงเซต{ gy  : gGและyY }เซตย่อยYเรียกว่าไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้Gถ้าGY = Y (ซึ่งเทียบเท่ากับGYY ) ในกรณีนั้นGก็กระทำกับYด้วยการจำกัดการกระทำเฉพาะY เท่านั้น เซตย่อยYเรียกว่าคงที่ภายใต้Gถ้าgy = yสำหรับทุกgในGและทุกyในYทุกเซตย่อยที่คงที่ภายใต้Gก็ไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้G เช่นกัน แต่ในทางกลับกันจะไม่เป็นเช่นนั้น

วงโคจรทุกวงเป็นเซตย่อยไม่เปลี่ยนแปลงของXซึ่งGกระทำแบบถ่ายทอดได้ ในทางกลับกัน เซตย่อยไม่เปลี่ยนแปลงใดๆ ของXเป็นผลรวมของวงโคจร การกระทำของGบนXเป็นแบบถ่ายทอดได้ก็ต่อเมื่อสมาชิกทั้งหมดสมมูลกัน ซึ่งหมายความว่ามีวงโคจรเพียงวงเดียว

สมาชิกG -invariantของXคือxXที่มีคุณสมบัติว่าgx = xสำหรับทุกgGเซตของx ดังกล่าวทั้งหมด จะถูกแทนด้วยX Gและเรียกว่าG -invariantsของXเมื่อXเป็นG -moduleแล้วX G คือกลุ่ม โคฮอโมโลยีลำดับศูนย์ของGที่มีสัมประสิทธิ์อยู่ในXและกลุ่มโคฮอโมโลยีลำดับสูงกว่าคือฟังก์ชันอนุพันธ์ของฟังก์ชันของG -invariants

จุดคงที่และกลุ่มย่อยของตัวรักษาเสถียรภาพ

กำหนดให้gอยู่ในGและxอยู่ในXโดยที่gx = xเรากล่าวได้ว่า " xเป็นจุดตรึงของg " หรือ " gตรึงx ไว้ " สำหรับทุกxในXนั้นกลุ่มย่อยของตัวรักษาเสถียรภาพของ Gที่เกี่ยวข้องกับ x (เรียกอีกอย่างว่ากลุ่มไอโซโทรปีหรือกลุ่มเล็ก [ 10 ] ) คือเซตขององค์ประกอบทั้งหมดใน Gที่ตรึง x ไว้ : นี่คือกลุ่มย่อยของ Gแม้ว่าโดยทั่วไปจะไม่ใช่กลุ่มปกติก็ตาม การกระทำของ Gบน Xเป็นอิสระก็ต่อเมื่อตัวรักษาเสถียรภาพทั้งหมดเป็นแบบไม่สำคัญ เคอร์เนล Nของโฮโมมอร์ฟิซึมกับกลุ่มสมมาตร G → Sym( X )กำหนดโดยการตัดกันของตัวรักษาเสถียรภาพ G xสำหรับ x ทั้งหมด ใน Xถ้า Nเป็นแบบไม่สำคัญ การกระทำนั้นเรียกว่าซื่อสัตย์ (หรือมีประสิทธิภาพ)

ให้xและyเป็นสมาชิกสองตัวในXและให้gเป็นสมาชิกของกลุ่มโดยที่y = gx แล้ว กลุ่ม รักษาเสถียรภาพสองกลุ่มG xและG yมีความสัมพันธ์กันโดยG y = gG x g −1

พิสูจน์: ตามนิยามhG yก็ต่อเมื่อh ⋅( gx ) = gxเมื่อใช้g −1กับทั้งสองข้างของสมการนี้จะได้( g −1 hg )x = xนั่นคือg −1 hgG x

การรวมแบบตรงข้ามก็สามารถทำได้ในทำนองเดียวกันโดยการเลือก hG xและx = g −1y

ข้อความข้างต้นกล่าวว่า ตัวรักษาเสถียรภาพขององค์ประกอบในวงโคจรเดียวกันนั้นเป็นคู่สมซึ่งกันและกัน ดังนั้น สำหรับแต่ละวงโคจร เราสามารถเชื่อมโยงชั้นคู่สมของกลุ่มย่อยของG (นั่นคือ เซตของคู่สมทั้งหมดของกลุ่มย่อย) ให้( H )แทนชั้นคู่สมของHแล้ว วงโคจรOจะมีประเภท( H )ถ้าตัวรักษาเสถียรภาพG x ของ xบางตัว/ใดๆในOเป็นสมาชิกของ( H )ประเภทวงโคจรสูงสุดมักเรียกว่าประเภท วงโคจรหลัก

ทฤษฎีวงโคจร-ตัวรักษาเสถียรภาพ

วงโคจรและตัวรักษาเสถียรภาพมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด สำหรับx ที่กำหนดไว้ ในXให้พิจารณาแผนที่f  : GXที่กำหนดโดยggxตามคำนิยาม ภาพf ( G )ของแผนที่นี้คือวงโคจรGxเงื่อนไขสำหรับองค์ประกอบสองตัวที่จะมีภาพเดียวกันคือ กล่าวอีกนัยหนึ่งf ( g ) = f ( h ) ก็ต่อเมื่อgและh อยู่ใน โคเซตเดียวกันสำหรับกลุ่มย่อยตัวรักษาเสถียรภาพG xดังนั้นไฟเบอร์f −1 ({ y })ของfเหนือy ใดๆ ในGxจะอยู่ในโคเซตดังกล่าว และโคเซตดังกล่าวทุกอันก็ปรากฏเป็นไฟเบอร์ด้วย ดังนั้นf จึง เหนี่ยวนำให้เกิดการจับคู่แบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่างเซตG / G xของโคเซตสำหรับกลุ่มย่อยตัวรักษาเสถียรภาพและวงโคจรGxซึ่งส่งgG xgx [ 11 ]ผลลัพธ์นี้เรียกว่าทฤษฎีบท วงโคจร-ตัวรักษาเสถียรภาพ

ถ้าGเป็นกลุ่มจำกัด ทฤษฎีบทวงโคจร-ตัวรักษาเสถียรภาพ ร่วมกับทฤษฎีบทของลากรองจ์จะให้ ผลลัพธ์ดังนี้ กล่าว อีกนัยหนึ่ง ความยาวของวงโคจรเท่ากับxเท่าของอันดับของตัวรักษาเสถียรภาพ จะเท่ากับอันดับของกลุ่มโดยเฉพาะอย่างยิ่ง นั่นหมายความว่าความยาวของวงโคจรเป็นตัวหารของอันดับของกลุ่ม

ตัวอย่าง
ให้Gเป็นกลุ่มที่มีอันดับเฉพาะpที่กระทำกับเซตXที่มีkสมาชิก เนื่องจากแต่ละวงโคจรมี สมาชิก 1หรือp ตัว จึงมี วงโคจรที่มีความยาว1อย่างน้อยk mod pซึ่งเป็น สมาชิกที่ไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้ Gยิ่งไปกว่านั้นkและจำนวนสมาชิก ที่ไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้ Gจะสอดคล้องกันในโมดูลp [ 12 ]

ผลลัพธ์นี้มีประโยชน์อย่างยิ่ง เนื่องจากสามารถนำไปใช้ในการนับจำนวนอาร์กิวเมนต์ (โดยทั่วไปในสถานการณ์ที่Xมีจำนวนจำกัดเช่นกัน)

กราฟทรงลูกบาศก์ที่มีจุดยอดกำกับด้วยป้ายกำกับ
ตัวอย่าง
เราสามารถใช้ทฤษฎีบทวงโคจร-ตัวรักษาเสถียรภาพเพื่อนับออโตมอร์ฟิซึมของกราฟได้ พิจารณากราฟลูกบาศก์ดังภาพ และให้Gแทนกลุ่มออโตมอร์ฟิซึม ของกราฟนั้น Gกระทำต่อเซตของจุดยอด{1, 2, ..., 8}และการกระทำนี้เป็นแบบทรานซิทีฟ ดังที่เห็นได้จากการประกอบการหมุนรอบจุดศูนย์กลางของลูกบาศก์ ดังนั้น โดยทฤษฎีบทวงโคจร-ตัวรักษาเสถียรภาพ| G | = | G ⋅ 1 | | G 1 | = 8 | G 1 |เมื่อใช้ทฤษฎีบทกับตัวรักษาเสถียรภาพG 1เราจะได้| G 1 | = | ( G 1 ) ⋅ 2 | | ( G 1 ) 2 |สมาชิกใดๆ ของGที่ตรึง 1 ไว้ จะต้องส่ง 2 ไปยัง 2, 4 หรือ 5 ตัวอย่างของออโตมอร์ฟิซึมดังกล่าว ลองพิจารณาการหมุนรอบแกนทแยงมุมที่ผ่าน 1 และ 7 ด้วย2π /3ซึ่งสลับตำแหน่ง 2, 4, 5 และ 3, 6, 8 และตรึง 1 และ 7 ไว้ ดังนั้น|(G1)₂⋅2| = 3 การใช้ทฤษฎีบทครั้งที่สามจะได้ |(G1) ₂⋅ | = | ( ( G1 ) ₂⋅3 | | ( ( G1 ) ₂⋅3 ) |สมาชิกใดของG ที่ตรึง1 และ 2 ไว้จะ ต้องส่ง 3 ไปยัง 3 หรือ 6 การสะท้อนลูกบาศก์ที่ระนาบที่ผ่าน 1, 2, 7 และ 8 เป็นออโตมอร์ฟิซึมที่ส่ง 3 ไปยัง 6ดังนั้น| ( ( G1 ) ₂⋅3 | = 2 . นอกจากนี้ยังเห็นได้ว่า(( G 1 ) 2 ) 3ประกอบด้วยออโตมอร์ฟิซึมเอกลักษณ์เท่านั้น เนื่องจากองค์ประกอบใดๆ ของGที่ตรึง 1, 2 และ 3 จะต้องตรึงจุดยอดอื่นๆ ทั้งหมดด้วย เนื่องจากจุดยอดเหล่านั้นถูกกำหนดโดยความประชิดกับ 1, 2 และ 3 เมื่อรวมการคำนวณก่อนหน้านี้เข้าด้วยกัน เราจะได้| G | = 8 ⋅ 3 ⋅ 2 ⋅ 1 = 48 .

บทพิสูจน์ของเบิร์นไซด์

ผลลัพธ์ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับทฤษฎีบทวงโคจร-ตัวรักษาเสถียรภาพคือบทตั้งของเบิร์นไซด์ : โดยที่X gคือเซตของจุดที่ถูกตรึงโดยgผลลัพธ์นี้มีประโยชน์หลักๆ เมื่อGและXมีจำนวนจำกัด ซึ่งสามารถตีความได้ดังนี้: จำนวนวงโคจรเท่ากับจำนวนจุดเฉลี่ยที่ถูกตรึงต่อองค์ประกอบกลุ่ม

วงแหวนเบิร์นไซด์

เมื่อกำหนดกลุ่มGแล้ว เซตของผลต่างเชิงรูปธรรมของ เซต G จำกัด จะก่อให้เกิดวงแหวนที่เรียกว่าวงแหวนเบิร์นไซด์ของGซึ่งการบวกจะสอดคล้องกับการรวมกันแบบไม่ทับซ้อนและการคูณจะสอดคล้องกับผล คูณคาร์ที เซียน

ตัวอย่าง

  • เดอะการกระทำ ที่ไม่สำคัญของกลุ่ม G ใดๆ บนเซต X ใดๆ ถูกกำหนดโดย g x = xสำหรับ g ทั้งหมด ใน Gและ x ทั้งหมด ใน Xนั่นคือ สมาชิกของกลุ่มทุกตัวเหนี่ยวนำให้เกิดการเรียงสับเปลี่ยนเอกลักษณ์บน X [ 13 ]
  • ในทุกกลุ่มGการคูณทางซ้ายเป็นการกระทำของGบนGกล่าวคือgx = gxสำหรับทุกg , xในGการกระทำนี้เป็นแบบอิสระและถ่ายทอดได้ (ปกติ) และเป็นพื้นฐานของการพิสูจน์ทฤษฎีบทของเคย์ลีย์อย่าง รวดเร็ว ซึ่งกล่าวว่าทุกกลุ่มสมสัณฐานกับกลุ่มย่อยของกลุ่มสมมาตรของการเรียงสับเปลี่ยนของเซตG
  • ในทุกกลุ่มGที่มีกลุ่มย่อยHการคูณทางซ้ายเป็นการกระทำของGบนเซตของโคเซตG / H : g​​aH = gaHสำหรับทุกg , aในGโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ถ้าHไม่มีกลุ่มย่อยปกติ ที่ไม่เป็นศูนย์ ของGการกระทำนี้จะเหนี่ยวนำให้เกิดไอโซมอร์ฟิซึมจากGไปยังกลุ่มย่อยของกลุ่มการเรียงสับเปลี่ยนที่มีดีกรี[ G  : H ]
  • ในทุกกลุ่มGการผันแปรคือการกระทำของGต่อG : g​​x = gxg −1โดยทั่วไปมักใช้สัญลักษณ์เลขยกกำลังสำหรับรูปแบบการกระทำทางขวา: x g = g −1 xg ซึ่งสอดคล้องกับ ( x g ) h = x gh
  • ในทุกกลุ่มGที่มีกลุ่มย่อยHการผันแปรคือการกระทำของG ต่อคู่ควบของH : g​​K = gKg −1สำหรับทุกgในGและ คู่ควบ KของH
  • การกระทำของZบนเซตXจะกำหนดและถูกกำหนดโดยออโตมอร์ฟิซึมของ X อย่างไม่ซ้ำกันซึ่งกำหนดโดยการกระทำของ 1 ในทำนองเดียวกัน การกระทำของZ / 2 ZบนXเทียบเท่ากับข้อมูลของการผกผันของX
  • กลุ่มสมมาตรSnและกลุ่มย่อยของมันกระทำการกับเซต{1, ..., n }โดยการสลับตำแหน่งของสมาชิก ใน เซต นั้น
  • กลุ่มสมมาตรของทรงหลายเหลี่ยมจะกระทำต่อเซตของจุดยอดของทรงหลายเหลี่ยมนั้น นอกจากนี้ยังกระทำต่อเซตของหน้าหรือเซตของขอบของทรงหลายเหลี่ยมด้วย
  • กลุ่มสมมาตรของวัตถุทางเรขาคณิตใดๆ จะกระทำต่อเซตของจุดต่างๆ บนวัตถุนั้น
  • สำหรับปริภูมิพิกัดVบนฟิลด์Fที่มีกลุ่มหน่วยF *การแมปF * × VVที่กำหนดโดยa × ( x 1 , x 2 , ..., x n ) ↦ ( ax 1 , ax 2 , ..., ax n )เป็นการกระทำของกลุ่มที่เรียกว่าการคูณสเกลาร์
  • กลุ่มออโตมอร์ฟิซึมของปริภูมิเวกเตอร์ (หรือกราฟหรือกลุ่ม หรือวงแหวน...) กระทำต่อปริภูมิเวกเตอร์ (หรือเซตของจุดยอดของกราฟ หรือกลุ่ม หรือวงแหวน...)
  • กลุ่มเชิงเส้นทั่วไปGL( n , K )และกลุ่มย่อยของมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลุ่มย่อยแบบลี (รวม ถึงกลุ่มเชิงเส้นพิเศษSL( n , K ) กลุ่มเชิงตั้งฉากO( n , K )กลุ่มเชิงตั้งฉากพิเศษSO( n , K )และกลุ่มเชิงซิมเพล็กติกSp( n , K ) ) เป็นกลุ่มแบบลีที่กระทำบนปริภูมิเวกเตอร์K nการดำเนินการของกลุ่มกำหนดโดยการคูณเมทริกซ์จากกลุ่มกับเวกเตอร์จากK n
  • กลุ่มเชิงเส้นทั่วไปGL( n , Z )กระทำต่อZ nโดยการกระทำของเมทริกซ์ตามธรรมชาติ วงโคจรของการกระทำนี้ถูกจำแนกโดยตัวหารร่วมมากที่สุดของพิกัดของเวกเตอร์ในZ n
  • กลุ่มแอฟฟินกระทำการทรานซิทีฟบนจุดของปริภูมิแอฟฟินและกลุ่มย่อย V ของกลุ่มแอฟฟิน (นั่นคือปริภูมิเวกเตอร์) มีการกระทำทรานซิทีฟและอิสระ (นั่นคือปกติ ) บนจุดเหล่านี้[ 14 ]อันที่จริงสิ่งนี้สามารถใช้เพื่อกำหนดนิยามของปริภูมิแอฟฟินได้
  • กลุ่มเชิงเส้นเชิงโปรเจกทีฟ PGL( n + 1, K )และกลุ่มย่อยของมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลุ่มย่อย Lie ซึ่งเป็นกลุ่ม Lie ที่กระทำบนปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟP n ( K )นี่คือผลหารของการกระทำของกลุ่มเชิงเส้นทั่วไปบนปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟ สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือPGL(2, K )ซึ่งเป็นสมมาตรของเส้นตรงเชิงโปรเจกทีฟ ซึ่งมีคุณสมบัติ 3-transitive อย่างเฉียบคม รักษาอัตราส่วนไขว้ไว้กลุ่มโมเบียสPGL(2, C )เป็นสิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษ
  • สมมาตร ของ ระนาบกระทำต่อเซตของภาพและลวดลาย 2 มิติ เช่นลวดลายวอลเปเปอร์นิยามสามารถทำให้แม่นยำยิ่งขึ้นได้โดยการระบุความหมายของภาพหรือลวดลาย เช่น ฟังก์ชันของตำแหน่งที่มีค่าอยู่ในเซตของสี แท้จริงแล้ว สมมาตรเป็นตัวอย่างหนึ่งของกลุ่ม (การกระทำ) เชิงเส้นตรง
  • เซตที่กลุ่มG กระทำนั้น ประกอบกันเป็นหมวดหมู่ของ เซต Gซึ่งวัตถุคือ เซต Gและมอร์ฟิซึมคือ โฮโมมอร์ฟิซึมของเซต G : ฟังก์ชันf  : XYโดยที่g ⋅( f ( x )) = f ( gx )สำหรับทุกgในG
  • กลุ่มกาโลอิสของส่วนขยายฟิลด์L / Kกระทำต่อฟิลด์Lแต่มีการกระทำเพียงเล็กน้อยต่อองค์ประกอบของซับฟิลด์K เท่านั้น ซับกรุ๊ปของ​​Gal( L / K )สอดคล้องกับซับฟิลด์ของLที่มีK อยู่ นั่นคือ ส่วน ขยายฟิลด์ระดับกลางระหว่างLและK
  • กลุ่มการบวกของจำนวนจริง( R , +)กระทำต่อปริภูมิเฟสของระบบที่มี " พฤติกรรมที่ดี " ในกลศาสตร์คลาสสิก (และใน ระบบพลวัตทั่วไป) โดยการเลื่อนเวลา : ถ้าtอยู่ในRและxอยู่ในปริภูมิเฟสxจะอธิบายสถานะของระบบ และt + xจะถูกกำหนดให้เป็นสถานะของระบบ ในอีก tวินาทีต่อมา ถ้าtเป็นบวก หรือ−t วินาทีที่แล้ว ถ้าtเป็นลบ
  • กลุ่มการบวกของจำนวนจริง( R , +)กระทำต่อเซตของฟังก์ชันจริงของตัวแปรจริงในรูปแบบต่างๆ โดยที่( tf )( x )เท่ากับ ตัวอย่างเช่นf ( x + t ) , f ( x ) + t , f ( xe t ) , f ( x ) e t , f ( x + t ) e tหรือf ( xe t ) + tแต่ไม่เท่ากับf ( xe t + t )
  • เมื่อกำหนดการกระทำของกลุ่มGบนXแล้ว เราสามารถกำหนดการกระทำที่เหนี่ยวนำของGบนเซตกำลังของX ได้ โดยกำหนดgU = { gu  : uU }สำหรับทุกเซตย่อยUของXและทุกgในGวิธีนี้มีประโยชน์ เช่น ในการศึกษาการกระทำของกลุ่ม Mathieu ขนาดใหญ่บนเซต 24 และในการศึกษาความสมมาตร ในแบบจำลองบางอย่างของเรขาคณิตจำกัด
  • วอเทอร์เนียนที่มีนอร์ม 1 ( เวอร์เซอร์ ) ในฐานะกลุ่มการคูณ จะกระทำต่อ: สำหรับควอเทอร์เนียน z = cos α /2 + v sin α /2ใดๆการแมปf ( x ) = z x z *คือการหมุนทวนเข็มนาฬิกาเป็นมุมαรอบแกนที่กำหนดโดยเวกเตอร์หน่วยv ; zคือการหมุนเดียวกัน ดูควอเทอร์เนียนและการหมุนเชิงพื้นที่นี่ไม่ใช่การกระทำที่ซื่อสัตย์ เพราะควอเทอร์เนียน−1จะทำให้จุดทั้งหมดคงอยู่ที่เดิม เช่นเดียวกับควอเทอร์เนียน1
  • กำหนดให้ เซตGทางซ้ายXและYแล้ว จะมีเซตG ทางซ้าย Y ⊆ Xที่มีองค์ประกอบเป็น แผนที่ G -equivariant α  : X × GYและมี การกระทำ G ทางซ้าย ที่กำหนดโดยgα = α ∘ (id X × – g ) (โดยที่ " g " หมายถึงการคูณทางขวาด้วยg ) เซต G นี้ มีคุณสมบัติที่ว่าจุดตรึงของมันสอดคล้องกับแผนที่ equivariant XYและโดยทั่วไปแล้ว มันเป็นวัตถุเอกซ์โพเนนเชียลในหมวดหมู่ของเซตG

การกระทำของกลุ่มและกลุ่มย่อย

แนวคิดเรื่องการกระทำของกลุ่มสามารถเข้ารหัสได้ด้วยกลุ่มการกระทำG ′ = GXที่เชื่อมโยงกับการกระทำของกลุ่ม ตัวรักษาเสถียรภาพของการกระทำคือกลุ่มจุดยอดของกลุ่มการกระทำ และวงโคจรของการกระทำคือส่วนประกอบของกลุ่มการกระทำนั้น

มอร์ฟิซึมและไอโซมอร์ฟิซึมระหว่างเซตG

ถ้าXและYเป็นเซตG สอง เซต มอร์ฟิซึมจากXไปยังYคือฟังก์ชันf  : XYโดยที่f ( gx ) = gf ( x )สำหรับทุกg ใน G และทุกxในXมอร์ฟิซึมของ เซต Gเรียกอีกอย่างว่าแผนที่สมมาตรหรือแผนที่G

การประกอบกันของมอร์ฟิซึมสองตัวก็คือมอร์ฟิซึมอีกตัวหนึ่ง ถ้ามอร์ฟิซึมfเป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งทั่วถึง (bijective) แล้ว ฟังก์ชันผกผันของมันก็จะเป็นมอร์ฟิซึมด้วย ในกรณีนี้fเรียกว่าไอโซมอร์ฟิซึมและ เซต G สอง เซตXและYเรียกว่าไอโซมอร์ฟิกกันในทางปฏิบัติแล้ว เซต G ที่เป็นไอโซมอร์ฟิกกัน นั้นไม่สามารถแยกแยะได้

ตัวอย่างไอโซมอร์ฟิซึมบางส่วน:

  • การกระทำ ปกติของ G ทุกแบบ จะสมมูลกับการกระทำของGบนGที่กำหนดโดยการคูณทางซ้าย
  • การกระทำ อิสระของ G ทุกอย่าง จะสมมูลกับG × Sโดยที่Sคือเซตบางเซต และGกระทำต่อG × Sโดยการคูณทางซ้ายบนพิกัดแรก ( Sอาจถูกมองว่าเป็นเซตของวงโคจรX / Gก็ได้)
  • การกระทำแบบถ่ายทอดของ Gทุกการกระทำนั้นสม isomorphic กับการคูณทางซ้ายด้วยGบนเซตของโคเซตทางซ้ายของกลุ่มย่อยH บางกลุ่ม ของG ( Hอาจเป็นกลุ่มรักษาเสถียรภาพของสมาชิกใดๆ ใน เซต G ดั้งเดิมก็ได้ )

ด้วยแนวคิดเรื่องมอร์ฟิซึมนี้ ชุดของเซตG ทั้งหมดจึงก่อตัวเป็น หมวดหมู่หมวดหมู่นี้คือโทโพสของโกรเทนดีค (อันที่จริง หากสมมติว่าใช้เมตาตรรกะ แบบคลาสสิก โทโพสนี้จะเป็นบูลีนด้วยซ้ำ)

รูปแบบต่างๆ และการสรุปทั่วไป

เราสามารถพิจารณาการกระทำของโมโนอิดบนเซตได้เช่นกัน โดยใช้สัจพจน์สองข้อเดียวกันกับข้างต้น อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่ได้กำหนดแผนที่แบบหนึ่งต่อหนึ่งและความสัมพันธ์สมมูล โปรดดูที่การกระทำของเซมิกรุ

แทนที่จะใช้การกระทำบนเซต เราสามารถกำหนดการกระทำของกลุ่มและโมโนอิดบนวัตถุของหมวดหมู่ใดๆ ก็ได้ โดยเริ่มจากวัตถุXของหมวดหมู่ใดหมวดหมู่หนึ่ง แล้วกำหนดการกระทำบนXเป็นโฮโมมอร์ฟิซึมของโมโนอิดไปยังโมโนอิดของเอนโดมอร์ฟิซึมของXถ้าXมีเซตพื้นฐานอยู่แล้ว นิยามและข้อเท็จจริงทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้นสามารถนำไปใช้ได้ ตัวอย่างเช่น ถ้าเราใช้หมวดหมู่ของปริภูมิเวกเตอร์ เราจะได้การแสดงแทนกลุ่มในลักษณะนี้

เราสามารถมองกลุ่มGเป็นหมวดหมู่ที่มีวัตถุเดียวซึ่งมอร์ฟิซึมทุกตัวสามารถผกผันได้ [ 15 ] การกระทำของกลุ่ม (ซ้าย) จึงเป็นเพียงฟังก์ชัน (โคแวเรียนต์) จากGไปยังหมวดหมู่ของเซตและการแสดงแทนกลุ่มคือฟังก์ชันจากGไปยังหมวดหมู่ของปริภูมิเวกเตอร์ [ 16 ] มอร์ฟิซึมระหว่าง เซต Gจึงเป็นการแปลงตามธรรมชาติระหว่างฟังก์ชันการกระทำของกลุ่ม[ 17 ] ในทำนองเดียวกัน การกระทำของกรุปอยด์คือฟังก์ชันจากกรุปอยด์ไปยังหมวดหมู่ของเซตหรือไปยังหมวดหมู่อื่น

นอกเหนือจากการกระทำต่อเนื่องของกลุ่มเชิงทอพอโลยีบนปริภูมิเชิงทอพอโลยีแล้ว เรายังมักพิจารณาการกระทำเรียบของกลุ่มลีบนแมนิโฟลด์เรียบการกระทำปกติของกลุ่มพีชคณิตบนวาไรตีพีชคณิตและการกระทำของกลุ่มสกีมบนสกีมด้วยทั้งหมดนี้เป็นตัวอย่างของวัตถุกลุ่มที่กระทำต่อวัตถุในหมวดหมู่ที่เกี่ยวข้อง

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

การอ้างอิง

  1. ^ Eie & Chang (2010). หลักสูตรพีชคณิตนามธรรมหน้า 144.
  2. ^ตัวอย่างเช่น Smith (2008). Introduction to abstract algebra . หน้า 253.
  3. ^ "คำจำกัดความ: สัจพจน์การกระทำกลุ่มที่ถูกต้อง" . วิกิการพิสูจน์. สืบค้นเมื่อ19 ธันวาคม 2021 .
  4. ^ Thurston 1997 , นิยาม 3.5.1(iv).
  5. ^ Kapovich 2009 , หน้า 73.
  6. ^ Thurston 1980 , หน้า 176.
  7. ^แฮทเชอร์ 2002 , หน้า 72.
  8. มาสกิต 1988 , II.A.1, II.A.2
  9. ^ทอม ดีค 1987
  10. ^ Procesi, Claudio (2007). Lie Groups: An Approach through Invariants and Representations . Springer Science & Business Media. หน้า 5. ISBN 9780387289298สืบค้นข้อมูลเมื่อ วัน ที่23 กุมภาพันธ์ 2560
  11. ^ M. Artin,พีชคณิต , ข้อเสนอ 6.8.4 หน้า 179
  12. ^คาร์เตอร์, นาธาน (2009). ทฤษฎีกลุ่มเชิงภาพ (ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1). สมาคมคณิตศาสตร์แห่งอเมริกา. หน้า 200. ISBN 978-0883857571.
  13. ^ Eie & Chang (2010). หลักสูตรพีชคณิตนามธรรมหน้า 145.
  14. ^ Reid, Miles (2005). เรขาคณิตและโทโพโลยี . เคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร นิวยอร์ก: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ หน้า 170. ISBN 9780521613255.
  15. ^ Perrone (2024) , หน้า 7–9
  16. เพอร์โรน (2024) , หน้า 36–39
  17. เพอร์โรเน (2024) , หน้า 69–71
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Group_action&oldid=1361543092 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การกระทำของกลุ่ม

ในทางคณิตศาสตร์ การกระทำ ของกลุ่มบน เซต หนึ่ง ๆ นั้น โดยคร่าวๆ แล้วหมายถึงการดำเนินการที่รับสมาชิกหนึ่งจากเซตหนึ่งไปยังอีกเซตหนึ่งแล้วสร้างสมาชิกอีกตัวหนึ่งในเซตนั้น ขึ้นมา...

การกระทำของกลุ่มฝ่ายซ้าย

ถ้าเป็น กลุ่ม ที่มี เอกลักษณ์ และเป็นเซต แล้ว การกระทำของกลุ่ม ( ทางซ้าย ) ของบนเป็น ฟังก์ชัน จี {\displaystyle G} อี {\displaystyle e} X {\displaystyle X} α {\displaystyle \alpha } จี {\displaystyle G} X {\displaystyle X}

การกระทำของกลุ่มที่ถูกต้อง

ในทำนองเดียวกัน การกระทำกลุ่มที่ถูกต้อง ของon ก็เป็นฟังก์ชัน เช่นกัน จี {\displaystyle G} X {\displaystyle X}

คุณสมบัติเด่นของการกระทำ

ให้เป็นกลุ่มที่กระทำต่อเซตการกระทำนี้เรียกว่า จี {\displaystyle G} X {\displaystyle X} ซื่อสัตย์ หรือ มีประสิทธิภาพก็ ต่อ เมื่อสำหรับทุก ๆหมายความว่าอีกนัยหนึ่ง โฮโมมอร์ฟิซึม จากไปยังกลุ่มของการส่งแบบหนึ่งต่อหนึ่งของที่สอดคล้องกับการกระทำนั้นเป็นการ...