怎么具体的理解群作用的概念?

2025-09-28 01:53:37

1、给定群G和集合S,设g是G的元素,s是S的元素,而且G的元素在S上起作用,那么:

gs表示g作用于s的结果。

因为g可以是G的任意元素,s也可以是S的任意元素。

还有一点要注意:群作用要保持封闭性,也就是说,gs也属于S,因此,并不是任意集合都可以成为S。

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2、具体化:

设g是平面上绕原点旋转120°的操作,那么,{I,g,gg}就构成一个简单的群G;

此时,S只能是平面上的几何图形的集合,且G作用于S,还要保持S的封闭性。

那么,我们看看,S可以是什么,不可以是什么。

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3、S可以是整个平面所有点的集合。

S可以是某个以原点为圆心的圆内部的点集。

但是S不能是第一象限内的点集,因为第一象限点集在旋转作用下,不能保持S封闭。

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4、S可以是平面上所有的边长为1的正五边形的集合;

S可以是某个三角形的所有全等三角形的集合;

如果用若干边长为1的正方形铺砌整个平面,那么S肯定不是这些正方形的集合,因为这些正方形绕原点旋转120°,会与x轴产生60°的夹角。

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5、S如果是某个六边形边界上的点集,那么:

这个六边形不一定是正六边形;

设这个六边形的顶点是ABCDEF,那么AD、BE、CF一定共点,这个共点是原点O;

线段OA、OC、OE彼此间的夹角,一定是120°;

线段OB、OD、OF彼此间的夹角,也一定是120°。

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6、这样,设U是平面上任意区域内的点集,U绕原点旋转120°,得到U1,再旋转,得到U2,那么S可以是U、U1、U2的并集。

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1、G本身也是一个集合,那么g作用于G,就相当于对G里面的元素进行了重新排列。

那么,这个“重新排列”,就是一个自同构现象。

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2、具体化:

设g是平面上绕原点旋转120°的操作,那么,{I,g,gg}就构成一个简单的群G;

g作用于G,就得到——{g,gg,I}

显然,作为集合,{g,gg,I}={I,g,gg}。

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3、G={I,g,gg},G左作用于自身,就需要分别操作:

I·{I,g,gg}={I,g,gg}

g·{I,g,gg}={g,gg,I}

gg·{I,g,gg}={gg,I,g}

这就像是群的乘法表。

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4、但是,注意,G作为一个集合,它的置换一共有六个:

{I,g,gg}

{g,gg,I}

{gg,I,g}

{I,gg,g}

{g,I,gg}

{gg,g,I}

注意,后面三个,在G左作用于自身的时候,没有出现。但是相应的自同构却是真实存在的。

大家思考一下,后面三个对应的自同构规则是什么?

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5、自同构群,指的是G的所有自同构的规则组成的群。

运算规则是同构规则的合成。

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