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對稱群


n 階對稱群 S_n 是所有 排列n 個符號上的S_n 因此是一個 置換群,其n!,並且包含每個 n 作為子群

n 階對稱群在 Wolfram 語言中表示為SymmetricGroup[n]。它的迴圈指標可以使用 Wolfram 語言生成,方法如下CycleIndexPolynomial[SymmetricGroup[n], {x1, ..., xn}].

S_n共軛類的數量由 P(n) 給出,其中 Pn劃分函式 P。對稱群是 傳遞群 (Holton 和 Sheehan 1993, p. 27)。

對於任何 有限群 G凱萊群定理 證明 G 同構於對稱群的子群

SymmetricGroupTable

上面說明了 S_4 的乘法表。

(ab...)(c...) 是給定排列的常用排列輪換記號。那麼下表給出了 S_3乘法表,它有 3!=6 個元素。

S_3(1)(2)(3)(1)(23)(3)(12)(123)(132)(2)(13)
(1)(2)(3)(1)(2)(3)(1)(23)(3)(12)(123)(132)(2)(13)
(1)(23)(1)(23)(1)(2)(3)(132)(2)(13)(3)(12)(123)
(3)(12)(3)(12)(123)(1)(2)(3)(1)(23)(2)(13)(132)
(123)(123)(3)(12)(2)(13)(132)(1)(2)(3)(1)(23)
(132)(132)(2)(13)(1)(23)(1)(2)(3)(123)(3)(12)
(2)(13)(2)(13)(132)(123)(3)(12)(1)(23)(1)(2)(3)

透過使用三個整數的序列來表示給定的排列以及應用排列後的數字順序,這可能會更容易理解。例如,考慮序列 {2,1,3},並對其應用將序列項按 {2,1,3} 的順序排列的排列。用 Wolfram 語言的符號表示,這得到 {2,1,3}[[{2,1,3}]]={1,2,3},這是單位排列,如下表所示。

S_3123132213231312321
123123132213231312321
132132123312321213231
213213231123132321312
231231213321312123132
312312321132123231213
321321312231213132123

對稱群 S_p迴圈指標(在變數 x_i, ..., x_p 中)由下式給出

 Z(S_p)=1/(p!)sum_((j))(p!)/(product_(k=1)^(p)k^(j_k)j_k!)a_1^(j_1)a_2^(j_2)...a_p^(j_p),
(1)

(Harary 1994, p. 184),其中總和在解向量 j=(j_1,...,j_d) 的集合上執行,條件為

 1j_1+2j_2+...+dj_d=d.
(2)

前幾個 p迴圈指標

Z(S_1)=x_1
(3)
Z(S_2)=1/2x_1^2+1/2x_2
(4)
Z(S_3)=1/6x_1^3+1/2x_2x_1+1/3x_3
(5)
Z(S_4)=1/(24)x_1^4+1/4x_2x_1^2+1/3x_3x_1+1/8x_2^2+1/4x_4
(6)
Z(S_5)=1/(120)x_1^5+1/(12)x_2x_1^3+1/6x_3x_1^2+1/8x_2^2x_1+1/4x_4x_1+1/6x_2x_3+1/5x_5.
(7)

內託猜想指出,當 n->infty 時,對稱群的兩個元素 P_1P_2 生成整個群的機率趨於 3/4。這已被 Dixon (1969) 證明。對於 n=1, 2, ...,兩個元素生成 S_n 的機率為 1, 3/4, 1/2, 3/8, 19/40, 53/120, 103/168, ... (OEIS A040173A040174)。找到序列項的通用公式是群論中一個著名的未解決問題


另請參閱

交錯群, 凱萊群定理, 共軛類, Erdős-Turán 定理, 有限群, 約當對稱群定理, Landau 函式, 內託猜想, 劃分函式 P, 置換群, 單群 在 課堂中探索此主題

使用 探索

參考文獻

Dixon, J. D. "生成對稱群的機率。" Math. Z. 110, 199-205, 1969.Harary, F. 圖論。 Reading, MA: Addison-Wesley, pp. 181 和 184, 1994.Holton, D. A. 和 Sheehan, J. 彼得森圖。 Cambridge, England: Cambridge University Press, 1993.Huang, J.-S. "對稱群。" Ch. 3 in 表示論講義。 Singapore: World Scientific, pp. 15-25, 1999.Lomont, J. S. "對稱群。" Ch. 7 in 有限群的應用。 New York: Dover, pp. 258-273, 1987.Skiena, S. 實現離散數學:Mathematica 的組合數學和圖論。 Reading, MA: Addison-Wesley, p. 17, 1990.Sloane, N. J. A. "整數序列線上百科全書" 中的序列 A040173A040174Trott, M. Graphica 1:Mathematica 圖形世界。虛幻變為現實:Michael Trott 的影像。 Champaign, IL: Wolfram Media, pp. 57 和 87, 1999.

在 上被引用

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請引用為

Weisstein, Eric W. “對稱群。” 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/SymmetricGroup.html

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