内容简介
《有限群的线性表示》是一部非常经典的介绍有限群线性表示的教程,原版曾多次修订重印,作者是当今法国最突出的数学家之一,他对理论数学有全面的了解,尤以著述清晰、明了闻名。《有限群的线性表示》是他写的为数不多的教科书之一,原文是法文(1971年版),后出了德译本和英译本。《有限群的线性表示》是英译本的重印本。它篇幅不大,但深入浅出的介绍了有限群的线性表示,并给出了在量子化学等方面的应用,便于广大数学、物理、化学工作者初学时阅读和参考。
内页插图
目录
Part Ⅰ
Representations and Characters
1 Generalities on linear representations
1.1 Definitions
1.2 Basic examples
1.3 Submpmsentations
1.4 Irreducible representations
1.5 Tensor product of two representations
1.6 Symmetric square and alternating square
2 Character theory
2.1 The character of a representation
2.2 Schurs lemma; basic applications
2.3 0rthogonality relations for characters
2.4 Decomposition of the regular representation
2.5 Number of irreducible representations
2.6 Canonical decomposition of a representation
2.7 Explicit decomposition of a representation
3 Subgroups, products, induced representations
3.1 Abelian subgroups
3.2 Product of two groups
3.3 Induced representations
4 Compact groups
4.1 Compact groups
4.2 lnvariant measure on a compact group
4.3 Linear representations of compact groups
5 Examples
5.1 The cyclic Group
5.2 The group
5.3 The dihedral group
5.4 The group
5.5 The group
5.6 The group
5.7 The alternating group
5.8 The symmetric group
5.9 The group of the cube
Bibliography: Part Ⅰ
Part Ⅱ
Representations in Characteristic Zero
6 The group algebra
6.1 Representations and modules
6.2 Decomposition of C[G]
6.3 The center of C[G]
6.4 Basic properties of integers
6.5 lntegrality properties of characters. Applications
7 Induced representations; Mackeys criterion
7.1 Induction
7.2 The character of an induced representation;
the reciprocity formula
7.3 Restriction to subgroups
7.4 Mackeys irreducibility criterion
8 Examples of induced representations
8. l Normal subgroups; applications to the degrees of the
ineducible representations
8.2 Semidirect products by an ahelian group
8.3 A review of some classes of finite groups
8.4 Syiows theorem
8.5 Linear representations of superselvable groups
9 Artins theorem
9.1 The ring R(G)
9.2 Statement of Artins theorem
9.3 First proof
9.4 Second proof of (i) = (ii)
10 A theorem of Brauer
10.1 p-regular elements;p-elementary subgroups
10.2 Induced characters arising from p-elementary
subgroups
10.3 Construction of characters
10.4 Proof of theorems 18 and 18
10.5 Brauers theorem
11 Applications of Brauers theorem
11.1 Characterization of characters
11.2 A theorem of Frobenius
11.3 A converse to Brauers theorem
11.4 The spectrum of A R(G)
12 Rationality questions
12.1 The rings RK(G) and RK(G)
12.2 Schur indices
12.3 Realizability over cyclotomic fields
12.4 The rank of RK(G)
12.5 Generalization of Artins theorem
12.6 Generalization of Brauers theorem
12.7 Proof of theorem 28
13 Rationality questions: examples
13. I The field Q
13.2 The field R
Bibliography: Part Ⅱ
Part Ⅲ
Introduction to Brauer Theory
14 The groups RK(G), R(G), and Pk(G)
14.1 The rings RK(G) and R,(G)
14.2 The groups Pk(G) and P^(G)
14.3 Structure of Pk(G)
14.4 Structure of PA(G)
14.5 Dualities
14.6 Scalar extensions
15 The cde triangle
15.1 Definition of c: Pk(G) ——Rk(G)
15.2 Definition of d: Rs(G) —— Rk(G)
15.3 Definition of e: Pk(G) —— RK(G)
15.4 Basic properties of the cde triangle
15.5 Example: p-gmups
15.6 Example: p-groups
15.7 Example: products ofp-groups and p-groups
16 Theorems
16.1 Properties of the cde triangle
16.2 Characterization of the image of e
16.3 Characterization of projective A [G ]-modules
by their characters
16.4 Examples of projective A [G ]-modules: irreducible
representations of defect zero
17 Proofs
17. I Change of groups
17.2 Brauers theorem in the modular case
17.3 Proof of theorem 33
17.4 Proof of theorem 35
17.5 Proof of theorem 37
17.6 Proof of theorem 38
18 Modular characters
18.1 The modular character of a representation
18.2 Independence of modular characters
18.3 Reformulations
18.4 A section ford
18.5 Example: Modular characters of the symmetric group
18.6 Example: Modular characters of the alternating group
19 Application to Artin representations
19.1 Artin and Swan representations
19.2 Rationality of the Artin and Swan representations
19.3 An invariant
Appendix
Bibliography: Part Ⅲ
Index of notation
Index of terminology
前言/序言
This book consists of three parts, rather different in level and purpose:
The first part was originally written for quantum chemists. It describes the correspondence, due to Frobenius, between linear representations and characters. This is a fundamental result, of constant use in mathematics as well as in quantum chemistry or physics. I have tried to give proofs as elementary as possible, using only the definition of a group and the rudiments of linear algebra.The examples (Chapter 5) have been chosen from those useful to chemists.
图书简介:代数、几何与拓扑的交汇:群论在现代数学中的应用 核心主题: 本书旨在深入探讨群论的现代应用,特别是如何利用代数组合、几何结构和拓扑概念来理解和解决复杂数学问题。它将绕开对有限群的线性表示的详细论述,转而聚焦于代数结构在更广阔的数学领域中的作用,包括同调代数、李群的几何结构、以及代数拓扑中的基本群构造。 内容概述: 本书结构清晰,分为四个主要部分,每一部分都建立在坚实的代数基础之上,并逐步过渡到更高级的应用领域。 第一部分:基础代数结构与范畴论视角 本部分首先回顾了群、环、模的基础知识,但迅速将重点转向了更抽象的语言——范畴论。我们不再将群视为简单的置换集合或变换集合,而是将其视为特定的代数结构,并用函子、自然变换等概念来描述结构之间的关系。 范畴与函子: 详细阐述了作为研究数学对象和态射的统一框架,介绍了阿贝尔范畴、托波斯等概念。重点分析了从群范畴到特定代数结构范畴的自然嵌入。 同调代数导引: 这是本书的关键转折点。我们引入了链复形、上同调群的基本概念,特别是张量积与内积的同调修正。重点讨论了导出函子 $ ext{Tor}$ 和 $ ext{Ext}$ 的定义及其在解决非精确性问题中的作用。虽然这些工具常用于模,但其理论框架(特别是上同调理论)为理解更复杂的几何对象奠定了基础。 群的扩张与上同调: 专门用一章来讨论群扩张问题,并展示如何利用二上同调群 $H^2(G, A)$ 来分类上同群的结构。这部分内容虽然涉及群的结构,但其侧重点在于代数工具(上同调)如何提供对非平凡扩展的精确描述,而不是线性表示的维度分析。 第二部分:几何结构与微分流形上的群作用 在建立了代数工具箱后,本书转向几何领域,探讨群论如何与光滑流形相结合,特别是李群及其在微分几何中的作用。 李群与李代数: 详细介绍了李群的定义、指数映射以及李代数作为切空间的代数结构。重点分析了李群的结构定理(如单连通李群的结构)和李代数的表示,但这里的“表示”更多地侧重于用微分算子来描述群在流形上的作用,而非矩阵代数。 纤维丛与主丛: 引入了纤维丛的概念,特别是主丛作为描述几何结构的关键工具。我们讨论了如何利用李群作为结构群来构建纤维丛,并引入了联络的概念。 曲率与特征类: 利用李群的代数结构,我们推导出黎曼曲率的定义。重点分析了陈-西蒙斯(Chern-Simons)形式以及它们与李代数上同调(Cartan-Eilenberg 代数)的关系。这部分内容深刻揭示了代数结构如何编码了流形的拓扑和几何不变量。 第三部分:拓扑空间的基本群与覆盖空间 本部分从纯代数结构转向拓扑,考察了群论在描述空间连通性和“洞”结构中的核心作用。 基本群的构造: 详细介绍了如何为任意拓扑空间构造基本群 $pi_1(X, x_0)$,包括利用同伦等价的性质。着重分析了如何计算常见空间的:例如圆周 $S^1$、环面 $T^2$ 的基本群。 Seifert-van Kampen 定理: 这是一个强大的代数组合工具,用于计算由较简单空间粘合而成的复杂空间的合并基本群。本书将此定理作为核心工具,用于分解和理解复杂几何对象的群结构。 覆盖空间理论: 深入研究了覆盖空间与基本群之间的同构关系。讨论了单连通空间、道路空间以及如何利用上覆空间(Lifting property)来确立覆盖映射的存在性与唯一性。这部分强调了基本群作为拓扑不变量的重要性,它直接决定了一个空间是否可由更简单的空间“无扭曲地”覆盖。 第四部分:组合群与遍历理论的交叉 最后一部分将关注点拉回到离散群,但从组合和动力系统的角度进行审视,避开了矩阵的线性代数框架。 自由群与生成元: 详细分析了自由群的性质,包括其在图论中的表示(树的覆盖)。重点讨论了如何使用生成元和关系来描述群,这与线性表示的基底选择是完全不同的视角。 遍历理论中的群作用: 探讨了群在测度空间上的作用,特别是等距变换群。引入了熵的概念(尽管不涉及线性表示的特征值分析),侧重于通过遍历性质(如混合性、守恒性)来区分不同作用。 刚性与超刚性: 简要介绍了马尔采夫(Margulis)关于刚性的一般性结果,展示了某些离散群(如格)的几何性质如何被其自身的组合结构所严格限制。 本书特色: 本书的叙述风格着重于结构间的联系而非孤立的计算。它强调代数工具(如上同调、范畴)如何自然地从几何和拓扑的直观需求中涌现,从而提供了一种统一的、高度抽象化的视角来看待群的本质。它避免了过于依赖有限维向量空间上的变换,而更侧重于李群的微分结构、纤维丛的联络理论,以及拓扑空间的基本不变量,为研究代数拓扑、微分几何和几何群论的研究者提供了坚实的理论基础。