【抽象代数】给定集合生成的群的Cayley图
来源:网络收集 点击: 时间:2024-02-21如果集合S含有三个元素:
{{{0, 0, 0, 1}, {0, 1, 0, 0}, {0, 0, 1, 0}, {1, 0, 0, 0}},
{{0, 0, 1, 0}, {0, 0, 0, 1}, {1, 0, 0, 0}, {0, 1, 0, 0}},
{{0, 1, 0, 0}, {1, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 1}, {0, 0, 1, 0}}}

那么集合S就可以生成一个八阶群G,根据S来绘制G的Cayley图,如下:

S={{{0, 0, 0, 1}, {0, 0, 1, 0}, {0, 1, 0, 0}, {1, 0, 0, 0}},
{{0, 0, 0, 1}, {1, 0, 0, 0}, {0, 1, 0, 0}, {0, 0, 1, 0}}}
生成的也是八阶群,但Cayley图与上图不太一样。

S={{{0, 0, 0, 1}, {0, 1, 0, 0}, {0, 0, 1, 0}, {1, 0, 0, 0}},
{{0, 1, 0, 0}, {0, 0, 0, 1}, {0, 0, 1, 0}, {1, 0, 0, 0}}}
S的元素包括二阶元素一个、三阶元素一个,此时生成的群是六阶群。

S={{{0, 0, 0, 1}, {0, 0, 1, 0}, {0, 1, 0, 0}, {1, 0, 0, 0}},
{{0, 0, 0, 1}, {0, 1, 0, 0}, {1, 0, 0, 0}, {0, 0, 1, 0}}}
S的元素包括二阶元素一个、三阶元素一个,此时生成的群是十二阶群。
它是s4的唯一的二阶子群,此时的Cayley图如下:

如果S等于:
{{{0, 0, 0, 1}, {0, 1, 0, 0}, {0, 0, 1, 0}, {1, 0, 0, 0}},
{{0, 0, 1, 0}, {0, 0, 0, 1}, {1, 0, 0, 0}, {0, 1, 0, 0}},
{{0, 0, 1, 0}, {0, 1, 0, 0}, {1, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 1}}}
G是24阶群,恰好就是s4。但是因为几何S有3个元素,所以Cayley也有三种不同颜色的箭头。
因为S中的元素都是二阶的,因此Cayley图中只有二阶轨道。
这与下文中的s4的Cayley图不一样。

S={{{0, 0, 0, 1}, {0, 1, 0, 0}, {0, 0, 1, 0}, {1, 0, 0, 0}},
{{0, 1, 0, 0}, {0, 0, 1, 0}, {0, 0, 0, 1}, {1, 0, 0, 0}}}
生成s4,但S的两个元素分别是二阶和四阶的,因此Cayley图中的轨道,分别是二阶和四阶的。

S={{{0, 0, 0, 1}, {0, 0, 1, 0}, {0, 1, 0, 0}, {1, 0, 0, 0}},
{{0, 0, 0, 1}, {0, 0, 1, 0}, {1, 0, 0, 0}, {0, 1, 0, 0}},
{{0, 0, 0, 1}, {0, 1, 0, 0}, {1, 0, 0, 0}, {0, 0, 1, 0}}}
S中二阶、三阶、四阶元素各一个,请读者在Cayley图中找出所有的二阶、三阶、四阶轨道。

对于确定的有限群,如果选择的生成元集合不同,得到的Cayley图也不一样。因此,Cayley图不同的群,有可能同构。
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