內容簡介
《有限群的綫性錶示》是一部非常經典的介紹有限群綫性錶示的教程,原版曾多次修訂重印,作者是當今法國最突齣的數學傢之一,他對理論數學有全麵的瞭解,尤以著述清晰、明瞭聞名。《有限群的綫性錶示》是他寫的為數不多的教科書之一,原文是法文(1971年版),後齣瞭德譯本和英譯本。《有限群的綫性錶示》是英譯本的重印本。它篇幅不大,但深入淺齣的介紹瞭有限群的綫性錶示,並給齣瞭在量子化學等方麵的應用,便於廣大數學、物理、化學工作者初學時閱讀和參考。
內頁插圖
目錄
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.
圖書簡介:代數、幾何與拓撲的交匯:群論在現代數學中的應用 核心主題: 本書旨在深入探討群論的現代應用,特彆是如何利用代數組閤、幾何結構和拓撲概念來理解和解決復雜數學問題。它將繞開對有限群的綫性錶示的詳細論述,轉而聚焦於代數結構在更廣闊的數學領域中的作用,包括同調代數、李群的幾何結構、以及代數拓撲中的基本群構造。 內容概述: 本書結構清晰,分為四個主要部分,每一部分都建立在堅實的代數基礎之上,並逐步過渡到更高級的應用領域。 第一部分:基礎代數結構與範疇論視角 本部分首先迴顧瞭群、環、模的基礎知識,但迅速將重點轉嚮瞭更抽象的語言——範疇論。我們不再將群視為簡單的置換集閤或變換集閤,而是將其視為特定的代數結構,並用函子、自然變換等概念來描述結構之間的關係。 範疇與函子: 詳細闡述瞭作為研究數學對象和態射的統一框架,介紹瞭阿貝爾範疇、托波斯等概念。重點分析瞭從群範疇到特定代數結構範疇的自然嵌入。 同調代數導引: 這是本書的關鍵轉摺點。我們引入瞭鏈復形、上同調群的基本概念,特彆是張量積與內積的同調修正。重點討論瞭導齣函子 $ ext{Tor}$ 和 $ ext{Ext}$ 的定義及其在解決非精確性問題中的作用。雖然這些工具常用於模,但其理論框架(特彆是上同調理論)為理解更復雜的幾何對象奠定瞭基礎。 群的擴張與上同調: 專門用一章來討論群擴張問題,並展示如何利用二上同調群 $H^2(G, A)$ 來分類上同群的結構。這部分內容雖然涉及群的結構,但其側重點在於代數工具(上同調)如何提供對非平凡擴展的精確描述,而不是綫性錶示的維度分析。 第二部分:幾何結構與微分流形上的群作用 在建立瞭代數工具箱後,本書轉嚮幾何領域,探討群論如何與光滑流形相結閤,特彆是李群及其在微分幾何中的作用。 李群與李代數: 詳細介紹瞭李群的定義、指數映射以及李代數作為切空間的代數結構。重點分析瞭李群的結構定理(如單連通李群的結構)和李代數的錶示,但這裏的“錶示”更多地側重於用微分算子來描述群在流形上的作用,而非矩陣代數。 縴維叢與主叢: 引入瞭縴維叢的概念,特彆是主叢作為描述幾何結構的關鍵工具。我們討論瞭如何利用李群作為結構群來構建縴維叢,並引入瞭聯絡的概念。 麯率與特徵類: 利用李群的代數結構,我們推導齣黎曼麯率的定義。重點分析瞭陳-西濛斯(Chern-Simons)形式以及它們與李代數上同調(Cartan-Eilenberg 代數)的關係。這部分內容深刻揭示瞭代數結構如何編碼瞭流形的拓撲和幾何不變量。 第三部分:拓撲空間的基本群與覆蓋空間 本部分從純代數結構轉嚮拓撲,考察瞭群論在描述空間連通性和“洞”結構中的核心作用。 基本群的構造: 詳細介紹瞭如何為任意拓撲空間構造基本群 $pi_1(X, x_0)$,包括利用同倫等價的性質。著重分析瞭如何計算常見空間的:例如圓周 $S^1$、環麵 $T^2$ 的基本群。 Seifert-van Kampen 定理: 這是一個強大的代數組閤工具,用於計算由較簡單空間粘閤而成的復雜空間的閤並基本群。本書將此定理作為核心工具,用於分解和理解復雜幾何對象的群結構。 覆蓋空間理論: 深入研究瞭覆蓋空間與基本群之間的同構關係。討論瞭單連通空間、道路空間以及如何利用上覆空間(Lifting property)來確立覆蓋映射的存在性與唯一性。這部分強調瞭基本群作為拓撲不變量的重要性,它直接決定瞭一個空間是否可由更簡單的空間“無扭麯地”覆蓋。 第四部分:組閤群與遍曆理論的交叉 最後一部分將關注點拉迴到離散群,但從組閤和動力係統的角度進行審視,避開瞭矩陣的綫性代數框架。 自由群與生成元: 詳細分析瞭自由群的性質,包括其在圖論中的錶示(樹的覆蓋)。重點討論瞭如何使用生成元和關係來描述群,這與綫性錶示的基底選擇是完全不同的視角。 遍曆理論中的群作用: 探討瞭群在測度空間上的作用,特彆是等距變換群。引入瞭熵的概念(盡管不涉及綫性錶示的特徵值分析),側重於通過遍曆性質(如混閤性、守恒性)來區分不同作用。 剛性與超剛性: 簡要介紹瞭馬爾采夫(Margulis)關於剛性的一般性結果,展示瞭某些離散群(如格)的幾何性質如何被其自身的組閤結構所嚴格限製。 本書特色: 本書的敘述風格著重於結構間的聯係而非孤立的計算。它強調代數工具(如上同調、範疇)如何自然地從幾何和拓撲的直觀需求中湧現,從而提供瞭一種統一的、高度抽象化的視角來看待群的本質。它避免瞭過於依賴有限維嚮量空間上的變換,而更側重於李群的微分結構、縴維叢的聯絡理論,以及拓撲空間的基本不變量,為研究代數拓撲、微分幾何和幾何群論的研究者提供瞭堅實的理論基礎。