g Dla każdego g w G zdefiniuj Ad g jako pochodną Ψ na początku układu współrzędnych:
gdzie d jest i jest styczną początku e jest tożsamości grupy G ). Ponieważ jest automorfizmem grupy Liego, g algebry Liego ; tj. odwracalna liniowa sol do siebie, który zachowuje nawias Liego . Ponadto, ponieważ jest homomorfizmem grupowym, też jest homomorfizmem grupowym . Stąd mapa
Jeśli G jest zanurzoną podgrupą Liego grupy liniowej (zwanej zanurzoną liniową grupą Liego , to algebra Liego sol n ( do składa się z macierzy, a mapa wykładnicza jest macierzą wykładniczą dla macierze X z małymi normami operatorów. Zatem dla w G i małego X w , biorąc pochodną w t = 0, otrzymujemy:
gdzie po prawej stronie mamy iloczyny macierzy. Jeśli (to znaczy G to ta wzór jest ważny dla wszystkich g w G i wszystkich X w .
Krótko mówiąc, reprezentacja sprzężona jest reprezentacją izotropową związaną z działaniem koniugacji G wokół elementu tożsamości G .
w elemencie tożsamości daje sprzężoną reprezentację algebry Liego G ) }
gdzie jest algebrą Liego z którą można utożsamiać z wyprowadzenia sol . Można to pokazać
dla wszystkich prawa strona jest dana (indukowana) wektorowych . Rzeczywiście, przypomnij sobie, że patrząc na algebrę Liego niezmiennych w lewo pól wektorowych na , nawias w nawiasie podany jako: dla lewostronnie niezmiennych pól wektorowych X , Y ,
gdzie oznacza przepływ generowany przez X . się obie definiowanie przepływu. Oznacza to, że R oznacza właściwe mnożenie przez . Z drugiej strony, ponieważ według reguły łańcuchowej }
ponieważ Y jest niezmiennikiem lewostronnym. Stąd,
,
co trzeba było pokazać.
Zatem samą zdefiniowaną w § Sprzężona reprezentacja Liego poniżej Reklama i reklama są powiązane poprzez mapę wykładniczą : w szczególności Ad exp( x ) = exp(ad x ) dla wszystkich x w algebrze Liego. Jest to konsekwencja ogólnego wyniku odnoszącego homomorfizmy grupy Liego i algebry Liego za pomocą mapy wykładniczej.
Jeśli G jest głęboko liniową grupą Liego, to powyższe obliczenia upraszczają: rzeczywiście, jak zauważono wcześniej, , a zatem z
.
Biorąc pochodną tego w , mamy:
.
można również wywnioskować z przypadku liniowego: rzeczywiście, niech będzie Liego mającą taką samą algebrę Liego jak G Wtedy pochodna Ad w elemencie identycznym dla G i pochodna dla G ' pokrywają się; stąd, bez utraty ogólności, można założyć, że G jest G ' .
Notacja z dużymi / małymi literami jest szeroko stosowana w literaturze. Tak więc na przykład wektor x w algebrze pole wektorowe X w grupie G Podobnie mapa sprzężona ad x y = [ x , y ] wektorów w homomorficzna [ potrzebne wyjaśnienie ] względem pochodnej Liego L X Y = [ X , Y ] pól wektorowych na grupie G rozpatrywanej jako rozmaitość .
Niech algebrą Liego na jakimś polu element x algebry Liego definiuje się działanie sprzężone x na mapie jako
dla wszystkich y w . Nazywa się to endomorfizmem sprzężonym lub działaniem sprzężonym . ( jest również często oznaczany jako .) Ponieważ nawias jest dwuliniowy, określa to liniowy mapowanie
dany przez x ↦ ad x . Wewnątrz End nawias jest z definicji podawany przez komutator dwóch operatorów:
gdzie skład map liniowych Korzystając z powyższej definicji nawiasu, tożsamość Jacobiego
przyjmuje formę
gdzie x , y i z są dowolnymi elementami .
Ta ostatnia tożsamość mówi, że ad jest homomorfizmem algebry Liego; tj. odwzorowanie liniowe, które przenosi nawiasy do nawiasów. reklama jest reprezentacją algebry Liego jest nazywana sprzężoną reprezentacją algebry .
sol jest skończenie wymiarowy i wybrano dla niego podstawę, to jest algebrą Liego macierzy kwadratowych, a skład odpowiada mnożeniu macierzy .
na teorii modułów konstrukcja mówi, że modułem samym w sobie.
reklamy jest centrum ( to tylko przeformułowanie definicji) Z drugiej strony, dla każdego elementu , odwzorowanie liniowe jest zgodne z zasadą Leibniza prawo :
dla wszystkich x i y w algebrze (przekształcenie tożsamości Jacobiego). To znaczy ad { \ Displaystyle ( { , przestrzeń wszystkich wyprowadzeń .
Kiedy jest algebrą Liego grupy Liego G , ad jest różniczką Ad na elemencie tożsamości G .
Istnieje następujący wzór podobny do Leibniza : dla skalarów elementów algebry Liego ,
Stałe struktury
Wyraźne elementy macierzowe reprezentacji sprzężonej są określone przez stałe strukturalne algebry. To znaczy, niech {e i } będzie zbiorem wektorów bazowych dla algebry, z
Następnie elementy macierzy dla ad e i są podane przez
Tak więc, na przykład, sprzężona reprezentacja su(2) jest definiującą reprezentacją so(3) .
Przykłady
Jeśli G jest abelem wymiaru n , sprzężona reprezentacja G jest trywialną n -wymiarową reprezentacją.
Jeśli G jest macierzową grupą Lie podgrupą to jej algebra Liego n n macierzy z komutatorem dla nawiasu Liego (tj. podalgebry sol . W tym przypadku mapa przylegająca jest dana przez Ad g ( x ) = gxg −1 .
Jeśli G to SL(2, R ) (rzeczywiste macierze 2×2 z wyznacznikiem 1), algebra Liego G składa się z rzeczywistych macierzy 2×2 ze śladem 0. Reprezentacja jest równoważna z reprezentacją daną przez działanie G przez liniową podstawienie w przestrzeni form binarnych (tj. 2 zmiennych) form kwadratowych .
Nieruchomości
Poniższa tabela podsumowuje właściwości różnych map wymienionych w definicji
homomorfizm grupy kłamstw:
Automorfizm grupy kłamstw:
Homomorfizm grup kłamstw:
Automorfizm algebry kłamstw:
jest
Homomorfizm algebry kłamstw:
jest liniowa
Wyprowadzenie z algebry kłamstw:
jest liniowy
Obraz G pod reprezentacją sprzężoną jest oznaczony przez Ad ( G ) . Jeśli G jest spójny , jądro sprzężonej reprezentacji pokrywa się z jądrem Ψ, które jest po prostu środkiem G. Dlatego sprzężona reprezentacja połączonej grupy Liego G jest wierna wtedy i tylko wtedy, gdy G jest bez środka. Mówiąc bardziej ogólnie, jeśli G nie jest spójny, to jądrem mapy sprzężonej jest 0 centralizator składnika tożsamości G z G . Z pierwszego twierdzenia o izomorfizmie mamy
Biorąc pod uwagę skończenie wymiarową rzeczywistą algebrę Liego na podstawie trzeciego twierdzenia Liego , istnieje połączona grupa Liego , którego algebra Liego jest obrazem sprzężonej reprezentacji (tj. to sprzężoną grupą }
, jeśli jest algebrą Liego połączonej grupy Liego \ Int jest obrazem sprzężonej reprezentacji sol .
Pierwiastki półprostej grupy Liego
Jeśli G jest półproste , niezerowe wagi sprzężonej reprezentacji tworzą system główny . (Ogólnie rzecz biorąc, zanim przejdziemy dalej, należy przejść do złożoności algebry Liego.) Aby zobaczyć, jak to działa, rozważmy przypadek G = SL( n , R ). Możemy przyjąć grupę macierzy diagonalnych diag( t 1 , ..., t n ) jako nasz maksymalny torus T . Koniugacja przez element T wysyła
Zatem T działa trywialnie na diagonalną część algebry Liego G i z wektorami własnymi t it j -1 na różne wpisy poza przekątną. Pierwiastki G to wagi diag( t 1 , ..., t n ) → t ja t j −1 . Stanowi to standardowy opis systemu korzeniowego G = SL n ( R ) jako zbiór wektorów postaci e ja - e j .
Przykład SL(2, R)
Przy obliczaniu systemu korzeniowego dla jednego z najprostszych przypadków Grup Liego grupa SL(2, R ) dwuwymiarowych macierzy o wyznaczniku 1 składa się ze zbioru macierzy postaci:
gdzie a , b , c , d real i ad − bc = 1.
Maksymalnie zwarta spójna abelowa podgrupa Liego, czyli maksymalny torus T , jest dana przez podzbiór wszystkich macierzy postaci
z . Algebrą Liego maksymalnego torusa jest podalgebra Cartana składająca się z macierzy
Jeśli sprzężymy element SL(2, R ) z elementem maksymalnego torusa, otrzymamy
Matryce
są wtedy „wektory własne” operacji koniugacji o wartościach własnych . Funkcja Λ, która daje, R. Funkcja λ dająca θ jest wagą algebry Liego z przestrzeń wagowa określona przez rozpiętość macierzy.
Satysfakcjonujące jest pokazanie multiplikatywności postaci i liniowości wagi. Można dalej udowodnić, że różniczkę Λ można wykorzystać do stworzenia wagi. Pouczające jest również rozważenie przypadku SL(3, R ).
Adjoint bundle – pakiet wektorowy powiązany z dowolnym pakietem głównym przez reprezentację adjoint Strony wyświetlające opisy danych wiki jako rozwiązanie awaryjne
Hall, Brian C. (2015), Lie Groups, Lie Algebras and Representations: An Elementary Introduction , Absolwent Teksty z matematyki, tom. 222 (wyd. 2), Springer, ISBN 978-3319134666 .