Dowling geometrisi - Dowling geometry

İçinde kombinatoryal matematik, bir Dowling geometrisiadını Thomas A. Dowling'den alan, bir matroid ile ilişkili grup. Her grup için her seviyenin bir Dowling geometrisi vardır. Derece en az 3 ise Dowling geometrisi grubu benzersiz şekilde belirler. Dowling geometrilerinin matroid teorisinde bir rolü vardır: evrensel nesneler (Kahn ve Kung, 1982); bu açıdan benzerler projektif geometriler, ancak yerine gruplara göre alanlar.

Bir Dowling kafes ... geometrik kafes nın-nin daireler Dowling geometrisi ile ilişkili. Kafes ve geometri matematiksel olarak eşdeğerdir: birinin diğerini belirlediğini bilmek. Dowling kafesleri ve dolaylı olarak Dowling geometrileri, Dowling (1973a, b) tarafından tanıtıldı.

Bir Dowling kafes veya rütbe geometrisi n bir grubun G genellikle belirtilir Q_n(G).

Orijinal tanımlar

Dowling ilk makalesinde (1973a) sırayı tanımladı-n A'nın çarpımsal grubunun Dowling kafesi sonlu alan F. Tüm bu alt uzayların kümesidir. vektör alanı Fⁿ kümenin alt kümeleri tarafından üretilen E en fazla iki sıfır olmayan koordinata sahip vektörlerden oluşur. Karşılık gelen Dowling geometrisi, aşağıdaki unsurların oluşturduğu 1 boyutlu vektör alt uzayları kümesidir. E.

Dowling ikinci makalesinde (1973b), rütbenin kendine özgü bir tanımını verdi.n Herhangi bir sonlu grubun Dowling kafes G. İzin Vermek S set olun {1, ...,n}. Bir G-etiketli küme (T, α) bir settir T ile birlikte işlevi α: T → G. İki G-etiketli setler, (T, α) ve (T, β), vardır eşdeğer bir grup öğesi varsa, g, öyle ki β = gα. Bir denklik sınıfı belirtilir [T, α] .A kısmi Gbölüm nın-nin S bir set γ = {[B₁,α₁], ..., [B_k,α_k]} denklik sınıfları G- etiketli setler B₁, ..., B_k boş olmayan alt kümelerdir S bu ikili ayrıktır. (k 0'a eşit olabilir.) Kısmi Gbölüm γ başka biri olduğu söyleniyor, γ*, Eğer

• saniyenin her bloğu, birincinin bloklarının birleşimidir ve
• her biri için B_ben içerdiği B*_j, α_ben kısıtlamasına eşdeğerdir α*_j etki alanına B_ben .

Bu bir kısmi sipariş tüm kısmi Gbölümleri S. Ortaya çıkan kısmen sıralı küme, Dowling kafesidir Q_n(G).

Tanımlar olsa bile geçerlidir F veya G Dowling yalnızca sonlu alanlardan ve gruplardan bahsetmesine rağmen sonsuzdur.

Grafik tanımlar

Daha sonra Doubilet tarafından grafiksel bir tanım verildi, Rota, ve Stanley (1972). Zaslavsky'nin (1991) biraz daha basit (ama esasen eşdeğer) grafik tanımını veriyoruz. grafikler kazanmak.

Al n köşeler ve her bir köşe çifti arasında, v ve w, bir dizi al |G| paralel kenarlar grubun her bir öğesi tarafından etiketlenmiş G. Etiketin yönünden v -e w grup elemanıdır g, sonra aynı kenarın ters yöndeki etiketi w -e v, dır-dir g⁻¹. Bir kenarın etiketi bu nedenle kenarın yönüne bağlıdır; bu tür etiketler denir kazançlar. Ayrıca her tepe noktasına kazancı 1 dışında herhangi bir değer olan bir döngü ekleyin (1, gruptur kimlik öğesi Bu, adı verilen bir grafik verir. GK_n^Ö (yükseltilmiş daireye dikkat edin).

Bir döngü grafikte bir kazanç var. Döngü, bir dizi kenar e₁e₂···e_k. Döngü etrafında sabit bir yönde bu kenarların kazançlarının, g₁, g₂, ..., g_k. O zaman döngünün kazancı üründür, g₁g₂···g_k. Döngü için seçilen yöne bağlı olduğundan ve döngünün "ilk" kenarı olarak adlandırılan bu kazancın değeri tam olarak tanımlanmamıştır. Bu seçimlerden bağımsız olan şey şu sorunun cevabıdır: kazanç 1'e eşit mi değil mi? Bir dizi seçenek altında 1'e eşitse, tüm seçenek kümelerinde de 1'e eşittir.

Dowling geometrisini tanımlamak için devreleri (minimum bağımlı kümeler) belirtiriz. Matroidin devreleri

• kazancı 1 olan çevrimler,
• Her iki kazanımı 1'e eşit olmayan ve tek bir tepe noktasında kesişen ve başka hiçbir şeyle kesişmeyen döngü çiftleri
• teta grafikleri Üç döngüden hiçbirinin 1'e eşit kazanmadığı.

Böylece Dowling geometrisi Q_n(G) çerçeve matroid veya kazanç grafiğinin (sapma matroidi) GK_n^Ö (yükseltilmiş daire, döngülerin varlığını gösterir). Diğer, eşdeğer tanımlar şu makalede açıklanmıştır: grafikler kazanmak.

Karakteristik polinom

Dowling kafeslerine olan ilginin bir nedeni, karakteristik polinom çok basit. Eğer L mertebenin Dowling kafesi n sonlu bir grubun G sahip olmak m öğeler, sonra

${displaystyle p_ {L} (y) = (y-1) (y-m-1) cdots (y- [n-1] a-1),}$

herhangi bir geometrik kafes için son derece basit bir formül.

Genellemeler

Ayrıca her biri ile ilişkilendirilmiş, yalnızca seviye 3 olan bir Dowling geometrisi vardır. quasigroup; bkz Dowling (1973b). Bu, basit bir şekilde daha yüksek rütbelere genellemez. Zaslavsky'ye (2012) bağlı olan bir genelleme vardır. n-ary quasigroups.

Referanslar

• Peter Doubilet, Gian-Carlo Rota ve Richard P. Stanley (1972), Kombinatoryal teorinin temelleri üzerine (VI): Fonksiyon oluşturma fikri. İçinde: Altıncı Berkeley Matematiksel İstatistik ve Olasılık Sempozyumu Bildirileri (Berkeley, CA, 1970/71), Cilt. II: Olasılık teorisi, s. 267–318. University of California Press, Berkeley, CA, 1972.
• T.A. Dowling (1973a), Bir q- bölme kafesinin analogu. Bölüm 11: J.N. Srivastava ve diğerleri, eds., Kombinatoryal Teori Üzerine Bir İnceleme (Uluslararası Sempozyum Bildirileri, Ft. Collins, Colo., 1971), s. 101–115. Kuzey Hollanda, Amsterdam, 1973.
• T.A. Dowling (1973b), Sonlu gruplara dayalı bir geometrik kafes sınıfı. Kombinatoryal Teori Dergisi, B Serisi, Cilt. 14 (1973), s. 61–86.
• Kahn, Jeff ve Kung, Joseph P.S. (1982), Kombinatoryal geometrilerin çeşitleri. Amerikan Matematik Derneği İşlemleri, Cilt. 271, sayfa 485–499.
• Thomas Zaslavsky (1991), Yanlı grafikler. II. Üç matroid. Kombinatoryal Teori Dergisi, B Serisi, Cilt. 51, s. 46–72.
• Thomas Zaslavsky (2012), Çok değişkenli quasigroup içinde çağrışım: Önyargılı genişletmelerin yolu. "Aequationes Mathematicae ", Cilt 83, no. 1, s. 1-66.