矩陣群
基本例子
在一個交換環(huán) R 上 n × n 矩陣集合 MR(n,n) 在矩陣加法與乘法下自身是一個環(huán)。 MR(n,n) 的單位群稱為在環(huán) R 上 n × n 矩陣的一般線性群,記作 GLn(R) 或 GL(n,R)。所有矩陣群是某個一般線性群的子群。
典型群
某些特別有趣的矩陣群是所謂的典型群。當矩陣群的系數(shù)環(huán)是實數(shù),這些群是典型李群。當?shù)篆h(huán)是一個有限域,典型群是李型群。這些群在有限單群分類中起著重要的作用。
有限群作為矩陣群
任何有限群同構于某個矩陣群。這類似于凱萊定理說每個有限群同構于某個置換群。因為同構性質(zhì)是傳遞的,我們只需考慮怎樣從一個置換群構造一個矩陣群。
令 G 是在 n點 (Ω = {1,2,…,n}) 上的置換群,設 {g1,...,gk} 是 G 的一個生成集合。復數(shù)上 n×n 矩陣的一般線性群 GLn(C) 自然作用在向量空間 C 上。設 B={b1,…,bn} 是 C 的標準基。對每個 gi 令 Mi 屬于 GLn(C) 是將每個 bj 送到 bgi(j) 的一個矩陣。這就是如果置換 gi 將點 j 送到 k 則 Mi 將基向量 bj 送到 bk。 令 M 是 GLn(C) 中由 {M1,…,Mk} 生成的子群。G 在 Ω 上的作用恰好與 M 在 B 上的作用相同??梢宰C明將每個 gi 送到 Mi 的函數(shù)擴張成一個同構,這樣每個置換群同構于一個子群。
注意到域(上面用的是 C)是無關的,因為 M 包含的元素矩陣分量只是 0 或 1。容易對任意域可做同樣的構造,因為元素 0 和 1 在每個域中。
舉一例,令 G = S3,3 個點的對稱群。設 g1 = (1,2,3) 和 g2 = (1,2),則
注意到 M1b1 = b2,M1b2 = b3 以及 M1b3 = b1。類似地,M2b1 = b2,M2b2 = b1 以及 M2b3 = b3。
表示論與特征標理論
線性變換與矩陣(一般地說)在數(shù)學中已被充分理解,在群的研究中被廣泛使用。特別是表示論研究從一個群到一個矩陣群的同態(tài)與特征標理論研究從一個群到由一個表示的跡給出的一個域的同態(tài)。
例子
李群列表(en:table of Lie groups),有限單群列表(list of finite simple groups),以及單李群列表(list of simple Lie groups)中有許多例子。
參見傳遞有限群列表(list of transitive finite linear groups)。
參考文獻
Brian C. Hall Lie Groups, Lie Algebras, and Representations: An Elementary Introduction, t edition, Springer, 2006. ISBN 0-387-40122-9
Wulf Rossmann, Lie Groups: An Introduction Through Linear Groups (Oxford Graduate Texts in Mathematics), Oxford University Press ISBN 0-19-859683-9.
La géométrie des groupes classiques, J. Dieudonné. Springer, 1955. ISBN 1-114-75188-X
The classical groups, H. Weyl, ISBN 0-691-05756-7
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