Hazugság algebra ábrázolása

Ez a cikk egy vázlatot vonatkozó algebra .

Megoszthatja ismereteit fejlesztésével ( hogyan? ) A megfelelő projektek ajánlásai szerint .

A matematikában a Lie algebra reprezentációja ennek az algebrának a mátrixok , vagy általánosabban egy vektortér endomorfizmusainak algebrájaként való megírásának módja , a Lie kommunátorral, amelyet a kommutátor ad meg .

Hazugság algebrák

Legyen K legyen egy kommutatív területen jellemző eltér 2. Lie-algebra a K egy vektortér felruházott bilineáris térképet az a , amely kielégíti a következő tulajdonságokat:

  1.  ;

Bármely vektortér biztosítható Lie algebra felépítésével, pózolással . Egy ilyen Lie algebrát, ahol a Lie zárójel azonos nulla, abelianusnak nevezünk . Egy másik, a következőkben alapvető példa a következő. Legyen V egy vektortér K felett . A vektor teret End (V) a endomorphism a V lehet látva egy Lie-algebra szerkezetet, a beállítás: . Az így kapott Lie algebrát is jelöljük . Ha V véges n dimenzió , akkor a mátrixok méretét azonosítjuk K együtthatókkal . Ezután megjegyzik .

Egy al-Lie-algebra a egy vektor altér a stabilabb a Lie konzol, azaz olyan, hogy .

Példák

Az ideális egy Lie-algebra a vektoros altér az , hogy . A Lie algebra ideálja különösen a Lie subalgebra (de fordítva hamis).

Példák

A morfizmus két Lie algebra között, és olyan lineáris térkép , amely . A Lie algebra morfizmus magja ekkor a forrás Lie algebra ideálja és a cél Lie algebra képe Lie subalgebra képe. Egy izomorfizmus két Lie algebrák egy morfizmus Lie algebrák amely izomorfizmus vektor terek.

Példák

Képviseletek

Definíciók

A ábrázolása a Lie-algebra egy vektor térben V az adatok egy morfizmus . Más szavakkal, egy lineáris térkép, amely szintén ellenőriz . Megjegyezzük ezt az ábrázolást, vagy egyszerűen csak akkor, amikor nincs lehetséges kétértelműség . Azt is mondjuk, hogy V a - modulus vagy egyszerűen modulus . Időnként megjegyezzük az elem vektorra gyakorolt hatása helyett .

A reprezentáció hűnek mondható, ha a morfizmus injektív. Ebben az esetben a Lie algebra a Lie alalgebrájának tekinthető .

Egy al-ábrázolása ábrázolásából az az adat egy vektor altér W a V stabil hatására , azaz olyan, hogy . Különösen, egy vektor vonal D által generált vektor v stabil, szükséges és elégséges az V. lehet sajátvektor közös az összes endomorfizmusok . Az ábrázolás nem redukálható, ha nem enged tiszta alreprezentációt , vagyis az altérektől és az V. -től eltérően . Különösen az olyan ábrázolás az 1. dimenzió kiküszöbölhetetlen, mert ebben az esetben az egyetlen altereinek V pontosan és V . Legyen alulreprezentációja . A hányados képviselet a képviselete a a hányados tér által meghatározott .

A két ábrázolás és ugyanazon Lie algebra közötti morfizmus egy lineáris térkép adata, amely átvált a cselekvésre , vagyis annak . Mikor van a vektorterek izomorfizmusa, azt mondjuk, hogy a két ábrázolás izomorf. Az összes morfizmus halmaza az ábrázolások között, és vektorteret képez, amelyet jelölünk .

Schur lemma fontos eredmény e tér megértéséhez . Itt van a kijelentés:

Schur lemma  - 

Megjegyzések

Példák

A reprezentációk konstrukciói

A ábrázolása nem bontható össze, ha nem izomorf a két megfelelő részábrázolás közvetlen összegével. Különösen minden visszavonhatatlan ábrázolás felbonthatatlan, de fordítva hamis. A képviselet félig egyszerű (vagy teljesen redukálható ), ha izomorf egy direkt összege nem csökkenthető al-reprezentációja (esetleg végtelen sok). A szétszerelhetetlen és félig egyszerű ábrázolás szükségszerűen nem olvasható.

Példák

Ez a három példa azt a tényt tükrözi, hogy egy valós mátrix lehet diagonalizálható vagy trigonalizálható, de nem diagonalizálható, vagy nincs valós sajátértéke . Így látjuk, hogy a Lie algebra reprezentációjának fogalma általánosítja az endomorfizmusok redukciójának klasszikus fogalmát .

Kapcsolat a burkoló algebra ábrázolásával

A Lie algebra burkoló algebra

Legyen A asszociatív algebra az egységgel. Ekkor létezik a A szerkezet a Lie-algebra, amelyre a Lie konzol a következő képlet adja . Néha ezt a Lie algebrát jelöljük . Így minden asszociatív algebra Lie-algebrát nyújt. Láttuk, hogy ez egy példa erre a konstrukcióra. Adhatunk-e fordított értéket ennek az eredménynek? Felépíthetünk asszociatív algebrát a Lie algebrából. Ez az ötlet a Lie algebra burkoló algebra fogalmához vezet.

Van egy Lie algebra felett K . Legyen a tenzori algebra . Legyen J a tenzorok által generált kétoldali ideál minden x és y esetén . A burkoló algebra a hányadosként definiált egységes asszociatív algebra . Megjegyezzük . A készítményt az úgynevezett kanonikus alkalmazása a saját borítékolás algebra. Algebraként 1 és a kép generálja . Ezenkívül a Lie algebrák morfizmusa az in . A Lie algebra burkoló algebra kielégíti a következő univerzális tulajdonságot:

A burkoló algebra univerzális tulajdonsága  -  Legyen A asszociatív algebra egy egységgel. Hagy egy morfizmus Lie algebrák a in . Ekkor létezik az A- ból származó asszociatív algebrák egyedi morfizmusa , amely és .

Példa

A Lie algebra ábrázolása vs burkoló algebra ábrázolása

Legyen egy ábrázolása . Mivel egy asszociatív algebra egység, az univerzális tulajdonsága azt jelenti, hogy létezik egy egyedi morfizmus algebrák , hogy . Ez a művelet tehát lehetővé teszi a Lie algebra reprezentációjáról az asszociatív algebrák morfizmusára való áttérést. Ezzel szemben az asszociatív algebrák bármely morfizmusa korlátozással adja a Lie algebrák morfizmusát, vagyis a . Ezt az elvet a kategóriák ekvivalenciájaként értelmezik egy adott Lie algebra ábrázolási kategóriája és burkoló algebra reprezentációinak kategóriája között.

Ez az új nézőpont azért fontos, mert lehetővé teszi új alapvető tárgyak figyelembe vételét. Ezek közül az első egy előadás lemondása. Legyen egy ábrázolása . Jegyezzük meg ismét betűvel azt az ábrázolást, amelyből levezetjük. Ezután a megszüntetést a V halmaza . Kétoldali ideál, mert az algebrák morfizmusa. Bármely ideált, amely a redukálhatatlan ábrázolásának érvénytelenítője, primitív ideálnak nevezzük .

Legyen egy ábrázolása . Jegyezzük meg ismét betűvel azt az ábrázolást, amelyből levezetjük. Minden v a V , a készlet definiálja egy nem-zéró alulreprezentáltság V . Ha V redukálhatatlan, akkor megvan . Általánosabban, a reprezentáció V azt mondják, hogy a ciklikus , ha létezik olyan, hogy . Az v vektort ciklikus vektornak nevezzük . A képviselet V irreducibilis, ha, és csak akkor, ha minden nem nulla vektor V ciklikus. A reprezentációs V azt mondják, hogy a véges típusú , ha létezik véges számú vektorok az V olyan, hogy . A redukálhatatlan ábrázolás tehát véges típusú. Legyen V ciklikus ábrázolás, és v legyen ciklikus vektor. Ezután a képlettel definiálunk egy alkalmazást . A rendszermag az a törlő a v , jelöljük . Ez ideális baloldal . Mivel V ciklikus, a kép megegyezik az összes V-vel . Ezért arra következtetünk . Így minden ciklikus reprezentáció (és különösen minden redukálhatatlan reprezentáció) a borítékoló algebra hányadosaként jelenik meg . Sőt, ha V irreducibilis, akkor az ideális maximális. Így a redukálhatatlan ábrázolásainak osztályozása egyenértékű a burkoló algebra maximális bal ideáljainak osztályozásával.


Példa Tekintsük a kommutatív Lie algebrát . Azonosítsa annak burkoló algebráját a polinomok gyűrűjével . Ez a gyűrű , ezért ideáljait egyetlen polinom generálja. Ezenfelül, ha egy polinom P (X) tudja bontani a formában , akkor az ideális által generált P tartalmazza az ideális által generált . A d'Alembert-Gauss-tétel ekkor azt sugallja, hogy a maximális ideálok a forma ideáljai , egy mindent leírva . A megfelelő hányados ezután izomorf és fellépése adja , és . Most nézzük meg a hányadost hol . Ha a hányados egy félig egyszerű ábrázolás, a két irreducibilis ábrázolás közvetlen összege és . Alapvetően más a helyzet, amikor . Ebben az esetben a hányados a 2. dimenzió vektortere, amelyen a szorzóval adott operátor a 2. index nilpotense. A Lie algebra reprezentációját tekintve ez a hányados megfelel a képlet által megadott reprezentációnak , amely lebonthatatlan, de nem irhatatlan.

Indukció

Legyen egy Lie algebra. Legyen a Lie alalgebrája . Legyen egy ábrázolása . Láttuk, hogy korlátozással megszerezhetjük a reprezentációt . A burkoló algebra fogalma egyszerű eszközt ad a kölcsönös probléma mérlegelésére. Legyen tehát egy reprezentációja , amelyet a burkoló algebra reprezentációjának tekintünk . A Poincaré-Birkhoff-Witt tétel következménye, hogy a . Másrészt ábrázolja, ha a tenzorokon bal szorzással cselekszünk . Ezután elkészítjük az ábrázolást . Ezt nevezik a képviselet által kiváltott re a által .

Kapcsolat a Lie csoportok ábrázolásával

Ebben a részben, a test K jelentése (vagy ). A G Lie csoport egy valós (vagy komplex) differenciálcsatorna, amely két térképpel rendelkezik, és sima (vagy holomorf), azaz egy csoport . Maga a K mező kommutatív Lie csoport. A Lie csoportok másik példája az n méretű invertálható mátrixok csoportja . A Lie csoportmorfizmus egy differenciálható (vagy holomorf) csoportmorfizmus. A véges dimenziós ábrázolása Lie csoport G egy morphsime a G in .

A hazugságcsoportok a Lie algebrákhoz kapcsolódnak. Valójában a G Lie-csoport érintőtere az identitásban egy véges dimenziójú Lie-algebra, amelyet a G- csoport Lie-algebrájának nevezünk és megjegyezünk . Például, a Lie-algebra a K jelentése K önmagában; A Lie algebra van . Mivel a G Lie Lie-csoport Lie algebra az identitás érintőtere, valójában csak az identitás összekapcsolt összetevőjétől függ. Így például a szigorúan pozitív determinánssal rendelkező valós mátrixok csoportja ugyanazzal a Lie algebrával rendelkezik, mint a . Másrészt az izomorfizmusig létezik egy egyedi összekapcsolt és egyszerűen összekapcsolt Lie-csoport , amelynek adott (véges dimenziójú) Lie-algebra van.

Mivel a Lie csoportok közötti morfizmus hipotézis szerint differenciálható, feltérképezést indukál az alapul szolgáló Lie algebrák között . Ez a térkép valójában a Lie algebrák morfizmusa. Különösen, ha a G Lie-csoport bármilyen ábrázolása a Lie-algebra véges dimenziós reprezentációját eredményezi . Ezzel szemben a Lie algebra bármilyen véges dimenziós ábrázolása az egyedülálló, egyszerűen összekapcsolt Lie csoport reprezentációjából származik, amelynek Lie algebra a Lie algebra .

Megjegyzés A Lie-csoportok reprezentációjának erőteljesebb elképzelései teszik lehetővé az elmélet kiterjesztését a végtelen dimenzióra, az utóbbi eredmény analógjának megtartása mellett. Ezek például az elfogadható ábrázolások és a -modulok fogalma .

Modul kategória

Legyen egy Lie algebra. Az összes -modulok halmaza (vagy egyenértékűen az összes ábrázolása ) kategóriát alkot , amelyet jelölünk . Ez a kategória abeli . Különösen figyelembe vehetjük a modulok pontos szekvenciáit. Egy pontos szekvenciáját a a megadott három modulusok M , N , P és két injektív és szürjektıv morfizmusok. Megjegyezünk egy ilyen sorrendet. A modul P jelentése projektív ha pontos sorrendben van osztva, azaz, ha létezik egy morfizmus olyan, hogy . Egy ekvivalens definíció a következő: a P modulus projektív, ha bármilyen szurjektív morfizmus és bármilyen morfizmus esetében létezik olyan egyedi morfizmus , amely . Egy kettős módon modulusa én is injektív ha pontos szekvenciáját is osztott. Ezzel egyenértékű definíció a következő: az I. modul injektív, ha bármilyen injektív morfizmus és bármilyen morfizmus esetében létezik olyan egyedi morfizmus , amely .

Mivel bármely modul egyben a gyűrű modulja is, használhatjuk a modulok általános fogalmait a gyűrűn . A modulus M jelentése a véges hosszúságú , ha létezik egy véges sorozat részmodulokat úgy, hogy az egymást követő hányadosok nem redukálhatók modulust mutatnak. Egy ilyen szekvenciát nevezzük Jordan-Hölder a M . Egy véges hosszúságú modul esetében az izomorfizmusok osztály hányadosa csak az M modultól függ . Különösen a egész szám, n csak attól függ, a modulus M és az úgynevezett hossza a modul M . Például bármely redukálhatatlan modul értéke 1 hosszú, két irreducibilis modul bármely közvetlen összege 2 hosszú.

A modul M jelentése artinian ha csökkenő sorrendet részmodulokat stacionárius. Például bármely véges dimenziós modulus artinikus. Az M modul nem éteres, ha a szubmodulok növekvő szekvenciája álló helyzetben van. Mivel a burkoló algebra egy Noetherian gyűrű , egy modul M jelentése Noetherian akkor és csak akkor, ha a véges típusú. A modul akkor és csak akkor véges hosszúságú, ha Noetherian és Artinian.

Példa A véges dimenziós modulus mindig noetheriás és artiniánus, ezért mindig véges hosszúságú. Ez már a végtelen dimenzióban sem érvényes, még egy abeli Lie algebra esetében sem. Tegyük fel például, hogy . Tekintsük azt a modulust, ahol a hatását az z skalárral való szorzás adja . Az akcióját tehát a bal szorzás adja. Tehát minden bal ideál egy L almodul . (P) megjegyzés : a P polinom által generált ideál . Legyen egy komplex számok végtelen sora. Ezután a következő csökkenő sorrendben: . Ez egy nem stacionárius szubmodul-sorozat, amelynek egymást követő hányadai redukálhatatlan modulok (az 1. dimenzió miatt). Így L nem artinista és nem véges hosszúságú. Vegye figyelembe, hogy L nem-éter, mert véges típusú modulus (valójában ciklikus, amelyet az 1 állandó polinom generál ).


A alkategória teljes a jelentése Artinian (illetve Noetherian), ha minden tárgy Artinian (illetve Noetherian) modulokat. Artinussal és noetheriannal teli alkategóriában bármely tárgy véges hosszúságú. A alkategória teljes területén elég projektív ha bármilyen tárgy M alkategóriában van egy projektív modul P alkategóriában és szürjektıv morfizmus P a M . Ő elég injektıv , ha bármilyen tárgy M az al-kategóriában van injektív modul I az al-kategória és injektív morfizmus M a I .

Hivatkozások

Kapcsolódó cikkek

<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">