Chapter 4 Group Action

群作用

G 在集合 A 上的作用是一个映射 φ:G×AA,(g,a)ga,这个映射需要保持群的性质 g1g2G,g1g2a=g1(g2a) 以及 aA,1a=a

G 在集合 A 上的作用 φ 和群同态 ρ:GSA 存在一一对应关系。群同态 ρ:GSA 称为 G 的置换表示,如果 ρ:g(aga) 那么称为某群作用诱导的置换表示。

对于群作用 φ:GH

Ga=stab(a),考虑 Gga={hGh(ga)=ga}={hG(g1hg)a=a}={glg1Gla=a}=gGag1,也就是不同群元素之间的陪集互为共轭

轨道-稳定子定理:对于群作用 GA,任意轨道 orb(a) 的阶为 stab(a)G 中的指数,即 |orb(a)|=[G:stab(a)]

经典的群作用

神秘例子

D5×C2=r,sr5=e,s2=e,rsr=s1×tt2=e 作用于 XY={0,1,2,3,4}{T,F} 上,XD5 按照通常方式作用、C2 无作用,YD5 无作用、C2 按照通常方式作用。

自身上的左乘作用

G 的左正则作用定义为 φ:GG,gx:=gx

Cayley 定理的形式化表述为任意群 G 都同构于某个置换群 SX 的子群,特别地取 X=G,存在 H 满足 GHSG

陪集族上的左乘作用

HG,群作用 φ:GG/H,gaHgaH

应用轨道稳定子定理:|orb(gH)|=[G:stab(gH)] 得到一句废话。

共轭子群族上的共轭作用

HG,群作用 φ:Gsub(G),HgHg1

应用轨道稳定子定理 orb(H)=[G:NG(H)],即 H 的不同共轭子群数量等于 H 的正规化子在 G 中的指数,正规化子越大,共轭子群越少,每个共轭子群的共轭元素越多

幂集上的左乘作用

推广左正则作用和陪集族上的左乘作用

幂集上的共轭作用

限制到单元素集合上: