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交錯羣

鎖定
數學中,交錯羣(alternating group)是一個有限集合偶置換之。集合 {1,...,n} 上的交錯羣稱為n 元交錯羣,或 n 個字母上的交錯羣,記做 An 或 Alt(n)。 [1] 
中文名
交錯羣
外文名
alternating group
含    義
有限集合偶置換
基本性質
符號羣同態的核
應用學科
數學
符    號
An或 Alt(n)
類    型
數學領域術語

交錯羣基本性質

n > 1,羣 An對稱羣 Sn交換子羣,指數為 2,從而有n!/2 個元素。 [2]  它是符號羣同態 sgn : Sn → {1, −1} 的核。
An阿貝爾羣當且僅當 n ≤ 3,單當且僅當 n = 3 或 n ≥ 5。注意 A3 事實上是 3 階單羣。A1 與 A2 是 1 階羣,一般不稱為單的,而 A4 有一個非平凡正規子羣從而不單。A5 是最小非阿貝爾單羣,階數為 60,也是最小不可解羣 [3] 

交錯羣共軛類

對稱羣中,An的共軛類由有相同輪換型的元素組成。但是如果輪換類型只由沒有兩個長度相等的奇數長的輪換組成,這裏長為 1 的輪換包含在輪換型中,則對這樣的輪換型恰有兩個共軛類 (Scott 1987,§11.1, p299)。 [2] 
例如:
  • 兩個置換(123) 與 (132) 有相同的輪換型從而在 S3中共軛,但在 A3中不共軛。
  • 置換 (123)(45678) 與其逆 (132)(48765) 有相同的輪換型所以在 S8中共軛,但在 A8中不共軛。

交錯羣例子

4 階交錯羣是 A4= {e, (123), (132), (124), (142), (134), (143), (234), (243), (12)(34), (13)(24), (14)(23)} 。

交錯羣自同構羣

對稱羣和交錯羣的自同構
n> 3,除了n= 6,An的自同構羣就是 Sn的自同構羣,其內自同構羣為An外自同構羣Z2;外自同構來自用一個奇置換共軛。
n= 1 與 2,自同構羣平凡。對n= 3 自同構羣是Z2,其內自同構羣平凡外自同構羣為Z2
A6的外自同構羣是克萊因四元羣V=Z2×Z2,這也是S6的自同構羣。A6另外的自同構將三輪換(比如 (123))與 3型元素(比如 (123)(456))交換。

交錯羣特殊同構

在小交錯羣與小李型羣之間有一些同構。他們是
  • A4同構於 PSL2(3) 以及手徵性四面體對稱之對稱羣
  • A5同構於 PSL2(4),PSL2(5),以及手徵性二十面體對稱之對稱羣。
  • A6同構於 PSL2(9) 與 PSp4(2)'。
  • A8同構於 PSL4(2)。
更顯然有 A3同構於循環羣Z3,以及 A1與 A2同構於平凡羣(也是 SL1(q)=PSL1(q) 對任何q)。

交錯羣子羣

A4是説明拉格朗日定理的逆命題一般不成立的最小羣:給定一個有限羣G和 |G| 的一個因子d,不一定存在G的一個d階子羣。羣G=A4,階為 12,沒有 6 階子羣。有三個元素的子羣(由三個對象的輪換旋轉生成)再加上任何一個其它元素生成整個羣。

交錯羣羣同調

交錯羣的羣同調體現了類似穩定同倫理論(stable homotopy theory)中的穩定性:對足夠大的n是常值。

交錯羣阿貝爾化

第一同調羣與阿貝爾化相同,因為An除去已經提到的例外是完全羣(perfect group),從而有
for n=1,2 and

交錯羣舒爾乘子

n等於 5 或大於等於 8 時,交錯羣 An舒爾乘子(Schur multiplier)是 2 階循環羣;在 6 和 7 時有一個三重複蓋,則舒爾乘子的階數為 6。
參考資料
  • 1.    徐明曜, 有限羣導引·上冊(第二版), 北京: 科學出版社, 2001, ISBN 7-03-007119-0
  • 2.    胡冠章, 戴一奇, 陳衞.圖論與代數結構:清華大學出版社有限公司,1995:164
  • 3.    Scott, W.R., Group Theory, New York: Dover Publications, 1987, ISBN 978-0-486-65377-8