【抽象代数】3阶循环群的表示

 时间:2026-02-12 21:33:29

1、三阶循环群,同构于平面上旋转120°的变换g所生成的循环群。

g的旋转矩阵表示是:

g=RotationMatrix[120 Degree]

【抽象代数】3阶循环群的表示

2、g所生成的循环群的矩阵表示是:

{g, g.g, g.g.g}

这恰好是三阶循环群的一种二维表示方法。

【抽象代数】3阶循环群的表示

3、另一方面,考虑一个变换:

h:{x,y}→{-x-y,x}

可以证明,这是一个三阶变换,可以生成一个三阶循环群。

实际上,变换h也可以写为矩阵的形式:

h[{x_, y_}] := {{-1, -1}, {1, 0}}.{x, y}

【抽象代数】3阶循环群的表示

4、这样,h就可以用矩阵表示出来。

【抽象代数】3阶循环群的表示

5、进而,有给出三阶循环群的一种二维表示:

{h, h.h, h.h.h}

【抽象代数】3阶循环群的表示

6、实际上,对于任意的可逆矩阵p = {{a, b}, {c, d}},都可以给出三阶循环群的一个二维表示:

FullSimplify[p.#.Inverse[p]] & /@{h, h.h, h.h.h}

【抽象代数】3阶循环群的表示

7、另外,如果把三阶循环群视为正三角形的三个顶点绕中心的旋转,把正三角形的三个顶点记为1、2、3,那么,三阶循环群就可以用置换表示:

()、(2,3,1)、(3,1,2)

对应的矩阵表示是三维的:

【抽象代数】3阶循环群的表示

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