軍 (數學)

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壘빅스 큐브 를 돌리는 方法들을 모은 集合은 郡을 이룬다.
正二面體群 의 軍 다이어그램

抽象代數學 에서 (群, 英語 : group )은 結合 法則 恒等元 과 各 元素의 驛員 을 가지는 이항 演算 을 갖춘 臺數 救助 이다. 某盧이드 의 특수한 境遇이다. 數學的 對象의 對稱들의 集合은 郡을 이루며, 이에 따라 다양한 分野에서 널리 登場하는 槪念이다. 群을 硏究하는 抽象代數學의 分野를 群論 (群論, 英語 : group theory )이라고 한다. 歷史的으로 群論은 代數 方程式 理論, 幾何學 , 數論 에서 祈願한다. [1]

正義 [ 編輯 ]

은 모든 元素가 街驛員 某盧이드 이다. 卽, 다음 條件을 만족시키는 이항 演算

가 주어진 集合 이다.

  • 은 모노이드를 이룬다. 卽, 다음이 成立한다.
    • (結合 法則) 任意의 에 對하여,
    • (恒等元의 存在) 모든 에 對하여 人 元素 가 存在한다.
  • 모든 元素가 街驛員 이다. 卽, 任意의 에 對하여, 人 元素 가 存在한다.

君은 다음과 같이 다르게 定義할 수 있으며, 이는 위 定義와 童穉이다.

證明:

왼쪽 恒等元 및 왼쪽 驛員을 갖는 叛軍 ⇒ 軍: 를 왼쪽 恒等元이라고 하자. 또한 任意의 에 對하여, 그 왼쪽 驛院 와 왼쪽 驛員의 왼쪽 驛院 를 取하자. 그렇다면,

이다. 卽, 은 恒等元이며, 의 逆元이다.

空集合이 아닌 結合 有事軍 ⇒ 왼쪽 恒等元 및 왼쪽 驛員을 갖는 叛軍: 를 取하자. 그렇다면,

가 存在한다. 任意의 에 對하여,

가 存在한다. 卽, 은 왼쪽 恒等元이다. 왼쪽 驛員의 存在는 有事軍의 定義에 따라 自明하다.

次數 [ 編輯 ]

君의 元素 次數 (次數, 英語 : order )는 다음과 같다. 卽, 거듭해서 1이 되는 最小의 指數이거나, 아니면 無限大이다.

間或, 軍 集合의 크기 를 君의 次數라고 부르기도 한다. 君의 元素의 次帥는 萬若 有限하다면 恒常 軍의 크기의 約數이다.

部分群 [ 編輯 ]

部分群 (部分群, 英語 : subgroup )은 部分 集合 가운데 다음 세 條件을 만족시키는 것이다.

  • 任意의 에 對하여,
  • 任意의 에 對하여,

卽, 驛員에 對하여 닫혀 있는 部分 모盧이드이다. 의 部分軍이라는 것은 다음과 같이 表記한다.

正規 部分群 은 部分群 가운데 켤레 作用에 對하여 不變인 것이다. 軍 의 部分群 이 正規 部分群이라는 것은 다음과 같이 表記한다.

定義에 따라, 正規 部分群의 왼쪽 剩餘類 오른쪽 剩餘類 와 一致한다.

軍 蠢動型 [ 編輯 ]

두 軍 , 사이의 軍 蠢動型 史上 (群準同型寫像, 英語 : group homomorphism )은 다음 條件을 만족시키는 函數 이다.

  • 모든 에 對하여,

蠢動型 은 各各

이다. 여기에서 의 核은 正規 部分群 이며, 賞은 部分群 임을 알 수 있다. 가 丹沙 蠢動型 思想일 必要 充分 條件은 核이 自明群 인 것이며, 戰死 蠢動型 思想일 必要 充分 條件은 床이 全體인 것이다.

演算 [ 編輯 ]

주어진 軍들로부터 새로운 軍을 만드는 다양한 方法들이 存在한다.

反對群 [ 編輯 ]

가 주어졌다고 하자. 그렇다면, 集合 위에 다음과 같은 새로운 이항 演算을 定義하자.

그렇다면, 亦是 郡을 이룬다. 이를 反對群 (反對群, 英語 : opposite group ) 이라고 한다. 이는 모노이드의 反對 某盧이드 의 특수한 境遇이며, 또 軍을 하나의 對象을 갖는 範疇 로 볼 境遇 反對 範疇 의 특수한 境遇이다. 反對群 연산은 함자 敵이다. 卽, 君의 範疇 위의 自己 함자

를 定義한다. 아벨 軍 의 反對軍은 스스로와 같다. 卽, 아벨 軍 위의 缸燈 函數 는 스스로와 그 反對군과의 軍 同型 을 이룬다.

모든 軍은 스스로의 反對군과 다음과 같은 函數를 통해 標準的으로 同型이다.

範疇論敵으로, 이는 軍의 範疇 위의 缸燈 함자

와 反對群 함자

사이의 自然 同型 을 定義한다.

몫群 [ 編輯 ]

어떤 君의 正規 部分群 이 주어졌을 때, 그 剩餘類 들은 君을 定義하며, 이를 몫群 (-群, 英語 : quotient group )이라고 한다. 이는 몫空間 이나 몫환 과 같이, 軍에 童穉 關係 를 줘 몫을 取하는 演算이다. 軍 의 正規 部分群, 가 주어졌을 때, 몫群 은 그 (왼쪽) 剩餘類 ( )들의 集合이다.

이 集合에는 다음과 같은 軍 演算을 줄 수 있다.

이 演算은 正規 部分群 일 境遇 定義할 수 있고, 이에 따라 몫群 이 郡을 이루는 것을 보일 수 있다.

直接곱 [ 編輯 ]

君들의 集合 가 주어졌을 때, 直接곱

는 이들의 곱集合 에 軍의 構造를 준 것이다. 君의 範疇에서의 이다.

半直接곱 [ 編輯 ]

두 軍 , 作用

이 주어졌을 때, 半直接곱

을 定義할 수 있다. 이는 直接곱의 一般化이다.

自由곱 [ 編輯 ]

, 가 주어졌을 때, 自由곱 로부터 生成되는 가장 一般的인 郡이다. 이는 (두 軍 다 者名君이 아니라면) 恒常 無限群이며 非아벨 郡이다. 自由곱은 君의 範疇에서의 雙대곱 이다. 君의 自由곱은 某盧이드 로서의 自由곱과 一致한다.

融合된 自由곱 [ 編輯 ]

, 및 軍 蠢動型 가 주어졌을 때, 融合된 自由곱 들을 을 따라 "이어 붙여" 만드는 가장 一般的인 郡이다. 融合된 自由곱은 君의 範疇에서의 이다. 君의 融合된 自由곱은 某盧이드 로서의 融合된 自由곱과 一致한다. 自明群 인 境遇, 融合된 自由곱은 다름 아닌 自由곱이다. 萬若 丹沙 函數 라면, 融合된 自由곱의 모든 元素를 다음과 같은 꼴의 文字列 로 唯一하게 나타낼 수 있게 만드는 部分 集合들 이 存在한다.

具體的으로, 는 왼쪽 곱셈 作用 의 軌道들의 代表 元素들의 集合으로 고를 수 있다. 이는 모노이드에서 더 以上 成立하지 않는다.

기타 곱 [ 編輯 ]

이 밖에도, 花環곱 ( 英語 : wreath product ) 이나 車派-세프 곱 ( 英語 : Zappa?Szep product ) 等이 存在한다.

性質 [ 編輯 ]

기초적 性質 [ 編輯 ]

모든 軍의 恒等元은 唯一하다. (이는 모노이드의 恒等元이 唯一하다는 整理의 특수한 境遇이다.) 軍 의 元素 가 주어졌을 때, 任意의 元素 에 對하여 다음 세 條件이 서로 同治 이다.

  • 이다.
  • 이다.
  • 이다.

卽, 軍에서는 (一般的인 某盧이드 와 달리) 왼쪽 驛院 · 오른쪽 驛員이 서로 一致한다.

軍 蠢動型은 恒等元을 恒等元으로, 驛員을 驛員으로 對應시킨다. 卽, 군 蠢動型 에 對하여, 다음이 成立한다.

  • 任意의 에 對하여,

軍에 對한 기초적인 整理로는 다음이 있다.

範疇論的 性質 [ 編輯 ]

軍과 軍 蠢動兄의 範疇 臺數 救助 多樣體 의 範疇이므로, 完備 範疇 利子 雙대 完備 範疇이다. 이 境遇, 各種 極限 과 雙대極限은 다음과 같다.

範疇論의 槪念 群論의 槪念
零 對象 自明群
君의 直接곱
雙대곱 君의 自由곱
同等子 集合 函數 의 範疇에서의 同等子
雙大同等子 의 雙大同等者는 으로부터 生成되는 正規 部分群 에 對한 몫群
丹沙 史上 丹沙 函數 印 君 蠢動型
正則 丹沙 史上
有效 丹沙 史上
正規 丹沙 史上 正規 部分群 의 包含 蠢動型
分割 丹沙 史上 直接곱 의 한 成分의 包含 蠢動型
戰死 史上 戰死 函數 印 君 蠢動型
正規 戰死 史上
正則 戰死 史上
有效 戰死 史上
分割 戰死 史上 半直接곱 의 ( 正規 部分群 이 아닌 成分으로의) 몫 蠢動型
君 大賞 아벨 軍
內的 範疇 交叉 家君 ( 英語 : crossed module ) [2] :285?287

君의 範疇에서 某盧이드 의 範疇로 가는 忘却 銜字가 存在하며, 이는 充實充滿한 함자 이다. 卽, 두 軍 사이의 某盧이드 蠢動型 은 軍 蠢動型과 같다.

이 忘却 銜字는 왼쪽 首班 함자 오른쪽 首班 함자 를 同時에 갖는다.

  • 忘却 함자의 왼쪽 首班 함자 는 모노이드에 모든 元素의 驛員을 追加한다.
  • 忘却 함자의 오른쪽 首班 함자 는 모노이드를 그 可逆援軍 에 對應시킨다.

마찬가지로, 君의 範疇에서 集合 의 範疇로 가는 充實充滿한 忘却 銜字가 存在하며, 이 함자의 왼쪽 首班 함자 는 集合을 이로부터 生成되는 自由群 에 對應시킨다.

君의 範疇에서 작은 範疇 의 範疇 로 가는 充實充滿한 包含 함자

가 存在한다. 이는 軍 를, 하나의 對象을 가지고 모든 自己 思想 이 家役 思想인 작은 範疇 에 對應시킨다.

의 範疇에서 軍의 範疇로 가는 함자

가 存在하며, 이는 을 그 可逆援軍 에 對應시킨다. 이 銜字는 왼쪽 首班 함자

를 갖는데, 이는 軍 를 精髓 係數의 軍환 에 對應시킨다.

模型 理論的 性質 [ 編輯 ]

君들의 모임 臺數 救助 多樣體 를 이루며, 이 境遇

  • 하나의 이항 演算 (軍 演算)
  • 하나의 1項 演算 (驛院)
  • 하나의 0項 演算 (恒等元)

을 갖는다. 이 境遇, 軍의 演算들이 만족시키는 恒等式은 다음 다섯 個이다.

軍의 臺數 救助 多樣體에서, 部分 臺數는 部分群 , 蠢動型은 軍 準同型이며, 合同 關係 正規 部分群 一對一 對應 한다. 軍의 臺數 救助 多樣體에서, 普遍 代數學的 中心은 軍의 中心 과 같다.

軍의 臺數 救助 多樣體의 部分 多樣體들의 例로는 다음이 있다. [3]

  • 自明群 의 多樣體
  • 아벨 軍 의 多樣體
  • 모든 元素의 次數가 의 藥水인 君의 多樣體
  • 誘導 길이가 以下인 街海軍 의 多樣體. 例를 들어, 인 境遇는 아벨 軍 이며, 인 境遇를 定義하는 恒等式은 이다.
  • 中心 길이가 以下인 멱領軍 의 多樣體 .

軍의 臺數 救助 多樣體의 部分 多樣體들의 集合은 完備 모듈러 格子 의 構造를 갖는다. [3] 具體的으로, 軍의 多樣體들의 集合 의 만남과 이음은 다음과 같다.

또한, 軍의 臺數 救助 多樣體들의 部分 多樣體들의 集合은 某盧이드 의 構造를 갖는다. [3] 두 多樣體 , 의 곱은 다음과 같다.

卽, 의 곱은 의 元素의 에 對한 軍의 擴大 들의 모임 이다. 두 多樣體의 곱은 恒常 多樣體를 이루며, 이 곱에 對한 恒等元은 者名君의 多樣體 이며, 또한 모든 軍의 多樣體 는 다음과 같이 곱에 對하여 0을 이룬다.

軍의 臺數 救助 多樣體의 部分 多樣體들의 모노이드는 이 두 關係를 除外하고는 自由 모노이드를 이룬다. [3] 卽, 을 갖는 모盧이드들의 臺數 救助 多樣體에서의 自由 元素이다.

軍의 臺數 救助 多樣體의 部分 多樣體들의 數는 에서 사이이다. [3]

格子 理論的 性質 [ 編輯 ]

의 部分群들의 包含 關係에 對한 部分 順序 集合 完備 格子 이며 代數的 格子 이다. [4] 에 對하여, 다음 두 條件이 서로 同治 이다. [4]

  • 有限群 이다.
  • 部分群 格子가 柔한 格子이다.

에 對하여, 다음 세 條件이 서로 同治 이다.

  • 部分群 格子가 分配 格子 이다.
  • 의 모든 有限 生成 部分軍이 循環群 이다.
  • 는 有理數體의 덧셈群 의 部分軍과 同型이거나, 몫群 의 部分軍과 同型이다.

모든 格子 는 어떤 軍의 部分群 格子로 나타낼 수 있다. [4] :Theorem 2.1 卽, 任意의 格子 에 對하여, 과 同型인 部分 格子를 그 部分群 格子에 갖는 軍 가 存在한다. 또한, 모든 有限 格子는 어떤 有限群 의 部分群 格子로 나타낼 수 있다. [4] :Theorem 2.2

種類 [ 編輯 ]

代表的인 軍의 種類로는 다음이 있으며, 이것들 가운데 다음과 같은 包含 關係가 成立한다.

循環群 ? 아벨 有限群 ? 有限 生成 아벨 軍 ? 아벨 軍 ? 데데킨트 軍 ? 멱領軍 ? 街海軍 ? 軍

이것들 말고도, 다음과 같은 특별한 種類의 君들이 있다.

追加 構造를 가지는 軍은 다음이 있다.

[ 編輯 ]

아주 많은 例가 있다.

흔히 볼 수 있는 例로, 指數 函數

는 두 아벨 軍 사이의 軍 蠢動型이다. 여기서 는 덧셈群이며, 은 곱셈軍으로 看做한다. 마찬가지로, 複素數體에 對한 指數 函數

亦是 軍 蠢動型이다.

歷史 [ 編輯 ]

歷史的으로, 群論은 19世紀에 方程式 理論 · 數論 · 幾何學 의 세 갈래로부터 비롯되었다.

方程式 理論 [ 編輯 ]

方程式 理論의 主要 目標는 高次 方程式을 거듭제곱根만으로 푸는 것이었다. 4次 以下의 方程式은 이러한 代數的인 해가 存在하지만, 5次 以上의 境遇 一般的으로 그렇지 않다. 조제프루이 라그랑주 파올로 루피니 , 닐스 헨리크 아벨 等은 高次 方程式의 害를 理解하기 위하여 自然스럽게 順列 들의 軍에 對한 各種 定理들을 發見하였고, 루피니와 아벨은 結局 5次 以上의 方程式의 代數的 一般解의 不在를 證明하였다.

에바리스트 갈루아 는 아벨의 理論을 追加로 발전시켜, "軍"( 프랑스語 : groupe 그루프 [ * ] )이라는 用語를 定義하였고, 또 群論을 체論 과 聯關시킨 갈루아 理論 을 提唱하였다. 또한, 갈루아는 正規 部分群 街海軍 의 槪念을 導入하였다.

갈루아의 理論은 갈루아 生前에는 注目받지 못했으나, 갈루아의 事後 카미유 조르당 의 《置換과 代數 方程式에 對하여》( 프랑스語 : Traite des substitutions et des equations algebriques , 1870年)나 오이겐 네吐( 獨逸語 : Eugen Netto )의 《置換 理論과 그 代數學的 應用》( 獨逸語 : Substitutionentheorie und ihre Anwendung auf die Algebra , 1882年) 等이 갈루아의 理論을 널리 傳播하였다.

에를랑겐 프로그램과 리 君의 發見 [ 編輯 ]

幾何學 에서, 射影幾何學 非유클리드 幾何學 의 發見으로, 이러한 幾何學들의 構造를 理解하는 體系가 必要하게 되었다. 1872年에 펠릭스 클라인 은 이러한 幾何들을 그 對稱軍 을 통해 一貫的으로 理解하고자 하였고, 이를 에를랑겐 프로그램 이라고 한다. 1884年에 소푸스 리 는 오늘날 里 軍 이라고 불리는 群들을 導入하였고 體系的으로 硏究하였다. 以後 빌헬름 킬링 이사이 슈어 等이 리 君의 硏究를 繼續하였다.

수論에서의 軍 [ 編輯 ]

레온하르트 오일러 카를 프리드리히 가우스 合同 算術 二次 수체 의 덧셈 및 곱셈의 構造를 硏究하면서, 다양한 軍들의 例를 發見하였다. 以後 레오폴트 크로네커 에른스트 쿠머 는 가우스의 理論을 발전시켰다. 쿠머는 데데킨트 軍 에서 唯一 因數 分解가 失敗하는 程度를 測定하는 軍人 아이디얼 柳君 을 導入하였다.

群論의 獨立 [ 編輯 ]

19世紀 末에 群論은 數學의 獨立的인 分野로 發展하게 되었다. 아서 케일리 , 막스 덴 , 페테르 루드非 메이델 쉴로브 等은 群論의 基礎를 體系的으로 다졌다. 特히 쉴로브는 1872年에 쉴로브 整理 를 證明하였다.

20世紀 初盤 [ 編輯 ]

20世紀 初에는 代數的 位相數學 의 發達로, 基本群 의 槪念이 發見되면서 이山 無限群의 重要性이 擡頭되었다. 또한, 任意의 體에 對한 臺數群 의 理論이 里 軍 理論을 바탕으로 하여 發達하였다. 엘리 카르탕 反單純 리 臺數 를 完全히 分類하였다.

페르디난트 게오르크 프로베니우스 이사이 슈어 等은 有限群의 指標론 軍 表現論 을 開發하였고, 슈어 直交 關係 , 슈어 補助定理 等을 發見하였다.

20世紀 後半 ~ 21世紀 [ 編輯 ]

1972年에 대니얼 고런스틴 有限 單純群 의 分類를 提唱하였다. 以後 이 프로그램은 존 그리그스 톰프슨 · 베른트 피셔( 獨逸語 : Bernd Fischer ) · 즈보니미르 얀코 · 엔리코 봄비에리 · 자크 티츠 · 마이클 애시倍커 ( 英語 : Michael Aschbacker ) · 로버트 그리스 ( 英語 : Robert Griess ) 等에 依하여 進行되었고, 1983年에 完結되었다. 이 過程에서 怪物群 을 비롯한 수많은 産災群 들이 發見되었다.

존 그리그스 톰프슨 자크 티츠 는 2008年에 群論에 對한 業績으로 아벨 上 을 受賞하였다.

應用 [ 編輯 ]

群論은 數學의 여러 分野의 基礎가 되었으며, 量子力學 等의 物理學 分野에 많이 應用된다.

軍이 抽象化할 수 있는 對象은 다양하다. 精髓 失手 內에서의 덧셈 연산은 軍의 正義를 滿足하며, 어떤 圖形을 回戰 하거나 對稱 시키는 等의 動作 또한 軍이 된다.

같이 보기 [ 編輯 ]

各州 [ 編輯 ]

  1. Rotman, Joseph J. 《A First Course in Abstract Algebra with Applications》 3板. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall. ISBN   0-13-011584-3 .  
  2. Mac Lane, Saunders (1998). 《Categories for the working mathematician》. Graduate Texts in Mathematics (英語) 5 2板. Springer. doi : 10.1007/978-1-4757-4721-8 . ISBN   978-1-4419-3123-8 . ISSN   0072-5285 . MR   1712872 . Zbl   0906.18001 .  
  3. Neumann, B. H. (1967). “Varieties of groups”. 《Bulletin of the American Mathematical Society》 (英語) 73 (5): 603?613. doi : 10.1090/S0002-9904-1967-11795-6 . MR   0212077 . Zbl   0149.26704 .  
  4. Palfy, Peter P. (2003年 12月). C. M. Campbell, E. F. Robertson, G. C. Smith, 編輯. 《Groups and lattices (Groups St Andrews 2001 in Oxford. Volume II)》 (PDF) . London Mathematical Society Lecture Note Series (英語) 305 . Cambridge University Press. 428?454쪽. doi : 10.1017/CBO9780511542787.014 . ISBN   978-052153740-7 . Zbl   1085.20508 . 2017年 3月 29日에 原本 文書 (PDF) 에서 保存된 文書 . 2015年 4月 24日에 確認함 .  

參考 文獻 [ 編輯 ]

外部 링크 [ 編輯 ]