【抽象代数】正四面体群的三维矩阵表示
来源:网络收集 点击: 时间:2024-02-23【导读】:
本文,介绍一下正四面体的对称群的三维表示。工具/原料more电脑Mathematica方法/步骤1/6分步阅读
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正四面体群最直接的表示,就是群元素作用于正四面体。

如果O为正四面体的中心,选择向量集合{OB、OC、OD}作为三维空间的基,那么,点B的坐标就可以写为:{1,0,0},点C的坐标就可以写为:{0,1,0},点D的坐标就可以写为:{0,0,1}。
进而,点A的坐标可以写为{-1,-1,-1},这是因为O=(A+B+C+D)/4。

以OA为旋转轴,旋转120°,这个变换记为a,它把{OB,OC,OD}变成了{OC,OD,OB}。因此,a对应的旋转矩阵可以表示为:

设AC的中点为X,BD的中点为Y,以XY为旋转轴旋转180°,把这个变换记为b,它把{OB,OC,OD}变成了{OD,OA,OB}。因此,b对应的旋转矩阵可以表示为:

这样,a和b就可以生成整个正四面体群。
先用集合{a,b}作乘法表,并查看乘法表里面的元素是否能够成为一个群:
F := Union], 1]]
G = Union;
如果F == G,则G为群。
但是此时,F四个元素,而G有两个元素,因此G不是群。

用F代替G。
G = F;
F == G
Length /@ {F, G}
这个程序运行三次,终于得到F == G,此时G有12个元素。这恰好是正四面体群的一个三维表示。




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