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表現の基本

有限群の表現

Gの元を基底にして生成される体F上の線形空間を群環FGという。FGにはGの積を双線形に延長した積が入る。(ρ,V)がGの表現であるとはρGからGL(V)への群準同型写像であるということである。また,V′がFG加群であるとはFGからEnd(V′)への環準同型写像ρ′があるということであるが,V′はF加群でもあり,ρ′はFGからEnd(V′)=GL(V′)への準同型でもある。加群ρ′の定義域をGに制限すれば表現ρが得られ,逆にρを線形に延長すればρ′が得られる。即ち,GF上の表現はFG加群と対応する。非自明な部分表現を持たない表現を既約表現といい,部分加群を持たない加群を単純加群という。既約表現は単純加群に対応する。単純加群の直和を半単純加群といい,半単純加群に対応する表現を完全可約であるという。

任意のvV−{0}につき,vへの乗算はFGからVへの準同型写像になる。それをφと書く。Vが既約であればφが全射になり,VFG/kerφと同型である。体がマシュケの定理の前提を満たせばkerφが補因子Wを持ち,VWと同型である。即ち,有限群の既約表現は全てが群環の中に表れる。また,Gが有限群であればFGF上有限次元であるから,有限群の既約表現は有限次元である。

双対表現

Vへの表現ρに対して,双対空間V*への表現ρ*が自然に誘導される。

ρ*(gf=f'ρ(g−1)

gを写像fの始域に作用させるので逆元を取って結合を調整する。 Vが有限次元であれば行列としてρ*(g)=tρ(g−1)である。 また,ρがユニタリ表現であればρ(g−1)=ρ(g)であり,相対表現ρ*(g)はエルミート転置ρ(g)*に一致する。

YV*の部分加群とし,X={xV | y(x)=0 (∀yY)}とする。xXであれば全てのyYにつきy(x)=0であり,逆にyYであれば全てのxXにつきy(x)=0である。Y≠0であればXVとなり,YV*であればX≠0である。然し,Yg=Yであるからy(gx)=(yg)(x)=0であり,XVの部分加群になってVの既約性に反する。即ち,既約表現の双対表現は既約である。

  • 左右の既約性は一致するか。
最終更新:2010年05月07日 22:26
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