Abstract Algebra(人话版)
2019-03-17
2019-03-17
Sage准备
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Applications/SageMath-8.6.app/Contents/Resources/sage/sage
模$n$整数$Z_n$
Z8 = Integers(8) |
子群subgroups
群
- 结合律
- 单位元存在
- 逆元存在
子群
- 封闭性
- 单位元存在性
- 逆元存在性
S8 = SymmetricGroup(8) |
一般线性群
- $\mathbb{M}_2(\mathbb{R})$:所有$2\times2$矩阵
- $GL_2(\mathbb{R})$:$\mathbb{M}_2$中可逆矩阵.可逆矩阵构成一般线性群
- $A\in GL_2(\mathbb{R}),A^{-1}=\dfrac{1}{ad-bc}
\begin{pmatrix}
d & -b \\ - c & a \\
\end{pmatrix}
$
matrix([[1,0],[3,4]]) |
循环群
- 存在一些$a\in G$使得$G=\langle a\rangle$
- $C_{\infty}\cong\mathbb{Z}(\mathbb{Z},+),C_n\cong\mathbb{Z}_n$
- 无限循环群$C_{\infty}$
- $|g^k|=\infty$
- 生成元:$g,g^{-1}$
- 子群:$\langle g^k\rangle,k\in\mathbb{N}$
- 有限循环群$C_n$
- 生成元:$g^k,\gcd(k,n)=1$
G = 3*ZZ |
四元群$Q_8$
- $Q_8={\pm1,\pm I,\pm J,\pm K}$,其中
$$
1=
\begin{pmatrix}
1 & 0 \\
0 & 1 \\
\end{pmatrix}
I=
\begin{pmatrix}
0 & 1 \\
-1 & 0 \\
\end{pmatrix}
J=
\begin{pmatrix}
0 & i \\
i & 0 \\
\end{pmatrix}
K=\begin{pmatrix}
i & 0 \\
0 & -i \\
\end{pmatrix}
$$
Q = QuaternionGroup() |
Sage中复数用
CC
表示,可用i
/I
H = [CC(1), CC(-1), CC(i), CC(-i)] |
二面体群(Dihedral Group)$D_n$
D100 = DihedralGroup(100) |
置换群$S_n$:
- 秩:$|S_n|=n!$
S3 = SymmetricGroup(3) |
S5 = SymmetricGroup(5) |
循环置换群
C3 = CyclicPermutationGroup(3) |
交代群$A_n$
- $S_n$的子群,偶排列,$|A_n|=\dfrac{n!}{2}$
如果排列为偶
.sign()
输出1,为奇输出-1
A4 = AlternatingGroup(4) |
通过给定generators来生成一个群的子群
sigma = (1,4,2) |
穷举所有子群(注意
s
)
A4.subgroups() |
陪集
- $H$是$G$的子群,$H$的左陪集:$gH=\{gh:h\in H\}$
S3 = SymmetricGroup(3) |
乱序的list比较结果为False,可通过排序再进行比较
b = S3("(1,2,3)") |
- $H$是$G$的子群,index of $H=H$在$G$中左陪集的个数$=H$右陪集的个数,记作$[G:H]$
正规子群(Normal Subgroups)
- $H$是$G$的子群,$gH=Hg,\forall g\in G$
- 等价条件,设$N$是$G$的子群
- $N$是$G$的正规子群
- $\forall g\in G,gNg^{-1}\subset N$
- $\forall g\in G,gNg^{-1}=N$
A4.is_normal(S4) |
商群(factor/quotient group)
- $N$是$G$的正规子群,商群$G/N$是$N$在$G$中左陪集的集合
- $aN,bN\in G/N,(aN)(bN)=abN$
- $G/N$的阶为$[G:N]$
Q = S4.quotient(A4) |
同构 同态
- 同构:$(G,\cdot),(H,\circ)$单射且满射$\phi:G\to H$
$$\phi(a\cdot b)=\phi(a)\circ\phi(b),\forall a,b\in G$$
- 同态:$(G,\cdot),(H,\circ)$映射$\phi:G\to H$
$$\phi(a\cdot b)=\phi(a)\circ\phi(b),\forall a,b\in G$$
- 核(kernel):群同态$\phi:G\to H$,$e$是$H$的单位元,$G$的子群$\phi^{-1}({e})$是$\phi$的kernel
A4.is_isomorphic(S4) |
null space
sage
中null space使用kernel代替
Z = Integers(2) |