駆け足で読む『群と表現』可換群・巡回群・生成元

  • 1. 群
  • 群の任意の元の順序を交換できるような群が可換群
  • すべての元が、ある元の操作の繰り返しであるような群が巡回群
  • すべての元が、そのうちのいくつかの元の積であらわされるとき、その「種」となる元を生成元と呼ぶ
  • C_2 H_4はエチレン(Wiki)
    • 2つの炭素の間の結合を軸として回転させると、180度の回転で、エチレンは重ね合せることができる
    • 2つの炭素の間の結合の中点を通り、炭素間結合に垂直な面について、鏡映操作も、同様に重ね合せることができる(鏡映も180度回転とみてもよい)
    • エチレンは平面上にあるとみなせるが、その平面に置いたままで、平面に垂直な軸で180度回転させる操作は、上の2種類の操作を各1回ずつ行う操作に相当する
    • 2種類の「180度回転(2連続回転で元に戻るような回転)」があって、それが生成元になっている
    • 結合軸を軸とする回転をn=2なるc_2とし、鏡映を\sigma_hとして、この群を\mathbf{C}_{2h}と書くことがある
    • 生成元はc_2,\sigma_hであり、c_2^2=e,\sigma_h^2=e,c_2 \sigma_h = \sigma_h c_2 = yとすると、yは生成元ではなく、単位元でもない唯一の元になっていて、e,c_2,\sigma_h,yの4つの元でできている群である
    • これはKlein four group(Wiki)と呼ばれるもので、非巡回群である。
    • 生成元が2個あり、それはともに、位数2の巡回群であるから、位数2の巡回群Z_2と書くときZ_2 \times Z_2と表す
    • これが、「ベッドルームの群論」に戻る