Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Линейная алгебра.-1

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
10.82 Mб
Скачать

§ 3. ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ГРУПП

311

£ (3) (I) = А (3), £ (3) (Р) = А (3).

4)Ч ет ы рехмерное предст авление группы G.

Рассм отрим в Е 4 линейны е преобразования м атрицам и

( г

0

0

0

\

 

( 0

1

Т 4> =

0

1

0

0

 

, в (4) =

1

0

 

 

 

 

 

:

 

 

0

0

1

0

 

 

°

0

V

0

0

0

1

 

 

0

0

0

0

0

°

 

 

:

0

1

1

0

П реобразования А (4) и В*4-1 образую т подгруппу

в группе G L (4)

с законом

ум нож ения,

задаваем ы м

таблицей, аналогичной

табли ­

це (9.35) (с заменой индекса 2 на

индекс

4). О чевидно,

что

мы по­

лучаем

четы рехмерное представление D

(G ) группы G

с помощ ью

соотнош ений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П (4) (I) =

А (4\

Л (4) (Р)

= в (4).

 

 

 

З а м е ч а н и е .

Н етрудно

видеть,

что м атрицы

Т

4) и

£ ( 4)

МОЖНО

записать в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л (4)

_

(

^4(2)

О

А

„(4)

_

(

В(2)

о

А

 

 

 

А

-

V

О

А (2) )

в

 

~

{

О

В (2) )

'

 

П оэтому

представление

D (О (G )

мож но

 

условно записать в ви­

де D

(G ) =

D ( G )

+ D

(О)

 

=

2 D

 

(О). С оверш енно

анало ­

гично мож но

условно записать D ^

 

(О) в

виде D ^

(О)

= 3 D ^ (G ).

И спользуя это зам ечание, читатель без труд а построит представле­

ние группы G лю бой конечной разм ерности .

 

 

 

П р и м е р

2. В п . 5 §2 этой главы

мы доказали,

что только что

рассм отренная группа симметрии G =

{I, Р } трехмерного простран ­

ства представляет собой норм альны й делитель группы О (3)

(группа

ортогональны х преобразований п ространства Е 3).

В

том ж е

пункте

мы доказали, что подгруппа S O (3)

собственны х ортогональны х пре­

образований группы

О (3) и зом орф н а ф актор -груп п е группы

О (3) по

норм альном у делителю {I, Р}.

 

 

 

 

 

Т ак как

группа

гом ом орф но

отображ ается

на

каж дую свою

ф актор -группу, то 0 ( 3 ) гом ом орф ноотображ ается

на

группу

5 0 ( 3 ) .

312 ГЛ. 9. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ГРУПП

К а к мы видели в и. 5 § 3 этой главы , указанны й гом ом орф изм осущ е­ ствляется следую щ им образом .

Если а — собственное преобразование из О (3), то ему из S O (3) ста­ вится в соответствие это ж е самое преобразование.

Если а' — несобственное преобразование, то ему ставится в соответ­ ствие собственное преобразование Р а ' .

Таким образом, мы получаем трехм ерное представление D O (3) группы ортогональны х преобразований посредством группы S O (3) собственны х ортогональны х преобразований.

п р е д м е т н ы й у к а з а т е л ь

Автоморфизм групп 285 Алгебраическое дополнение 32 Альтернирование тензора 261 Ассоциативный закон композиции 280 Аффинная система координат 269 Аффинное пространство 46

Базис 53

взаимный 248

представления 304 Базисные столбцы 43

строки 43 Базисный минор 43

Бесконечномерное линейное пространство 55

Беспорядок 26 Билинейная форма 167, 201

----- вырожденная 206

----- кососимметричная 167, 203

----- невырожденная 206

----- симметричная 167, 203 Блок матрицы 17 Блочная матрица 17

Буняковского-Коши неравенство 93, 107

Вандермонда определитель 36 Вектор 49 Верхней релаксации метод 189

Вещественное евклидово пространство 90

Времениподобный вектор 273

Галилеевы системы 274 Гамильтона-Кэли теорема 150 Гиббса формулы 250 Гиперболоид 241

Гиперповерхность второго порядка 227

-------- центральная 238 Главная диагональ 13 Гомоморфизм групп 288 Грама определитель 246 Группа 281

Группа абелева 281

коммутативная 281

линейных преобразований 293

Лоренца 299, 300

ортогональных преобразований 295

перестановок 282

симметрическая 283

собственных ортогональных преобразований 297

Группы унитарные 303

— циклические 298

Диагональ матрицы главная 13

----- побочная 13 Диагональная матрица 16 Дополнительный минор 27

Евклидово пространство вещественное 90

----- комплексное 105 Единица группы 281 Единичная матрица 16 Единичный оператор 118

Жорданова клетка 161

— форма матрицы 161

Закон инерции квадратичной формы 215

композиции 280 Зейделя метод 188 Изоморфизм групп 285

евклидовых пространств 103

линейных пространств 57 Инвариант 253

уравнения гиперповерхности 235 Инвариантное подпространство

оператора 131 Индекс инерции 216

----- отрицательный 216

----- положительный 216 Инерции закон 215

Канонические коэффициенты 208 Канонический базис 210

314

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

— вид квадратичной формы 207, 208

пространства 51

Каноническое уравнение

 

— комбинация строк 31

нецентральной гиперповерхности

элементов линейного

второго порядка 244

 

пространства 51

-----центральной гиперповерхности

— независимость строк 41

второго порядка 241

 

элементов линейного

Капелли-Кронекера теорема 74

пространства 51

Квадратичная форма 153, 205

— оболочка 60

----- вырожденная 206

 

— система 71

----- знакоопределенная 206

— форма 117

----- знакопеременная 206

 

Линейное представление группы 304

----- квазизнакоопределенная 206

— преобразование 117

----- невырожденная 206

 

— пространство бесконечномерное 55

-----отрицательно определенная 206

Линейное пространство

-----положительно определенная 206

вещественное 46, 50

Квадратная матрица 12

 

----- комплексное 50

— система 71, 76

 

Линейные пространства изоморфные 57

Коммутативный закон композиции 280

Линейный оператор 117, 165

Коммутирующие матрицы 16

— функционал 117

— операторы 139

 

Лоренца группа 299, 300

Комплексное евклидово

 

— преобразования 276, 300

пространство 105

 

— формулы 278

Композиция 280

 

Матрица 12

Координаты ковариантные 249

— билинейной формы 203

— контравариантные 249

 

— блочная 17

Корень из оператора 151

 

— диагональная 16

Кососимметричная билинейная

— единичная 16

форма 167, 203

 

— квадратичной формы 206

Коши-Буняковского неравенство 93,

— квадратная 12

107

 

— линейного оператора 125

Коэффициенты линейной системы 71

— невырожденная 41

Крамера формулы 77

 

— нулевая 17

Критерий Сильвестра 218

— обратная 40, 41

Критическая точка 224

 

— ортогональная 172

Критическое значение 224

----- несобственная 173

Кронекер 248

 

----- собственная 173

Кронекера символ 248

 

— полуторалинейной формы 137

Кронекера-Капелли теорема 74

— транспонированная 30

Кубическая норма 187

 

— унитарная 172

Кэли-Еамильтона теорема 150

Матрицы коммутирующие 16

Лагранжа метод 208

 

— порядок 12

Лаплас 27

 

Метод верхней релаксации 189

Лапласа теорема 27

 

— Зейделя 188

Линейная зависимость строк 41

— Лагранжа 208

----- элементов линейного

 

— регуляризации Тихонова 110

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

315

— Якоби 175, 210 Метрический тензор евклидова про­ странства 262

-----псевдоевклидова пространства 272 Минимаксное свойство собственных

значений 147 Минковского неравенство 94

пространство 274 Минор 20, 27

базисный 43

второго типа 27

дополнительный 27 —первого типа 27

Многочлен характеристический 130,

168

Невырожденная матрица 41 Нейтральный элемент композиции 280 Неоднородная система 71 Неопределенная система 72 Неравенство Коши-Буняковского 93

Минковского 94 Неравенство треугольника 94

Несобственное подпространство 59 Несовместная система 71 Нетривиально совместная система 73 Норма 94

кубическая 187

линейного оператора 141

матрицы операторная 176, 187

октаэдрическая 187

сферическая 110, 187

энергетическая 183

Нормальная фундаментальная совокупность решений 84

Нормальное решение 111 Нормальный делитель группы 287

— оператор Нормированное пространство 108 Нормы эквивалентные 183 Нулевая матрица 16 Нулевой оператор 118

Образ оператора 121 Обратная матрица 39, 41 Обратный оператор 119 Однородная система 82

Октаэдрическая норма 187 Оператор линейный 117,165

нормальный 157

нулевой 118

обратный 119

ортогональный 171

положительно определенный 151

положительный 151

противоположный 118

самосопряженный 139

сопряженный 138

тождественный 118

унитарный 155

Операторная норма матрицы 176, 187 Операторы коммутирующие 139 Определенная система 71 Определитель 19

Вандермонда 36

Ерама 246

линейного оператора 129

произведения матриц 38

треугольная 35 Определителя свойство

антисимметрии 30

----- линейное 31

----- равноправности строк

истолбцов 30 Ориентированный объем 270 Ортогонализации процесс 100 Ортогональная матрица 172

----- несобственная 173

----- собственная 173 Ортогональное дополнение 103 Ортогональные элементы 108 Ортогональный оператор 171 Ортонормированный базис 98, 108 Основная матрица линейной

системы 72

Параболоид 244 Параболоидальный цилиндр 245 Параллельный перенос 229 Перемножение матриц 14 Пересечение подпространств 62 Перестановка 26, 283 Пифагора теорема 96

316

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Побочная диагональ 13 Погрешность метода итераций 176,

180 Подгруппа 286

дискретная 295

компактная 294

конечная 294

непрерывная 295 Подпространство 59 Полилинейная форма 219 Положительно определенный

оператор 151 Положительный оператор 151

Полуоси центральной гиперповерх­ ности второго порядка 241 Полуторалинейная форма 135 Порядок матрицы 12 Представление группы 303

----- вполне приводимое 307

----- линейное 304

----- неприводимое 307

----- приводимое 306, 307

----- точное 304

----- тривиальное 304 Представления групп эквивалентные 305

Преобразования Лоренца 276, 300 Присоединенный элемент 160 Проектор 149 Произведение матриц 14

матрицы на число 13, 14

оператора на число 118

тензора на число 258

тензоров 258

Простой итерации метод 175

-------- модифицированный 186

-------- общий неявный 178 Пространственноподобный вектор 273 Пространсво аффинное 46

евклидово вещественное 90 комплексное 105

линейное 46, 49

нормированное 94, 108

представления 304 Противоположный элемент 46, 50

Процесс ортогонализации 100 Прямая сумма квадратных матриц 18

----- подпространств 65 Псевдоевклидово пространство 272

Разложение определителя по столбцу 24

-------- строкам 28

-------- строке 21 Размерность представления 304

пространства линейного 55

----- псевдоевклидова 272 Ранг матрицы 43, 62

оператора 123

формы билинейной 205

----- квадратичной 206 Расширенная матрица линейной

системы 74 Регуляризации метод Тихонова 110 Решение системы 71

----- нетривиальное 74

----- тривиальное 73 Ричардсона метод 194

Самарского теорема 179, 184 Самосопряженный оператор 139 Свертывание тензора 259 Свободные члены линейной

системы 71 Сильвестра критерий 218

Симметрирование тензора 261 Симметричная билинейная форма 167,

203 Система координат аффинная 269

— уравнений квадратная 71 линейная 71

-----неоднородная 71

-----неопределенная 72

-----несовместная 71

-----нетривиально совместная 73

-----однородная 71, 73, 82

-----определенная 71

-----совместная 71

Скалярное произведение 90, 105 След оператора 130 Сложение матриц 13

Смежный класс подгруппы 286

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

317

Собственное значение 131 Собственный вектор 131 Совместная система 71 Сопряженный оператор 138

элемент группы 308 Спектральное разложение

оператора 150 Стационарная точка 224 Стационарное значение 224 Столбцы базисные 43 Строки базисные 43 Сумма матриц 13

операторов 118

прямая квадратных матриц 18

подпространств 62, 63

тензоров 257

Сферическая норма 110, 187

Тензор 253

вполне кососимметричный 267

кососимметричный 261

метрический 262, 272

момента инерции 278

симметричный 260

Теорема Еамильтона-Кэли 150

Кронекера-Капелли 74

Лапласа 27

о базисном миноре 43

Пифагора 96

Самарского 179, 184

Тихонова 113 Тождественный оператор 118 Транспонированная матрица 30 Треугольное преобразование 210 Треугольный определитель 35 Тривиальное решение 73

Унитарная матрица 172 Унитарные группы 303 Унитарный оператор 155 Уравнение гиперповерхности

второго порядка 227

характеристическое 131, 168

центра гиперповерхности второго порядка 237

Фактор-группа 289

Форма билинейная 166, 201

-----вырожденная 206

-----кососимметричная 167, 203

-----невырожденная 206

-----симметричная 167, 203

квадратичная 153, 205

линейная 117

полилинейная 219

полуторалинейная 135

эрмитова 153 Формулы Крамера 77

Лоренца 278 Фундаментальная совокупность

решений 84

Характер 307 Характеристический многочлен 130,

168 Характеристическое уравнение 131,

168

Цднтр гиперповерхности второго порядка 237

Центральная гиперповерхность 238

----- вырожденная 241 Циклическая группа 298 Ц^илиндр параболоидальный 245

— центральный 244

Чебышева метод 190

Эквивалентные нормы 183 Элементы матрицы 12 Эллипсоид 241

вырожденный 241

мнимый 241 Эндоморфизм 288 Энергетическая норма 183 Энергетическое скалярное

произведение 183 Эрмитова форма 153

Ядро оператора 120 Якоби метод 175, 210

Учебное издание

И Л Ь И Н Владимир

Александрович

П О ЗН Я К Эдуард

Генрихович

Л И Н Е Й Н А Я А Л Г Е Б Р А

Серия «Курс высшей математики и математической физики»

Редакторы : М. М. Горячая, Н. Б. Барт ош евич-Ж агель

О ригинал-макет: А. Л. Ж игарев

Л Р № 071930 от 06.07.99.

Подписано в печать 09.04.01. Ф ормат 60x90 1/ IQ - Бум ага офсетная. П ечать офсетная.

Уел. печ. л. 20. Уч.-изд. л. 19,46. Т и раж 5000 экз. Заказ №

И здательская ф ирм а «Ф изико-математическая литература»

М АПК «Наука/Интерпериодика» 117864 М осква, Проф сою зная, 90

Отпечатано с готовых диапозитивов в ФГУП «Ивановская областная типография»

153008, г. Иваново, ул. Типограф ская, 6

ISBN 5- 9221- 0129-3

9 7 8 5 9 2 2

101295