交替群英文解釋翻譯、交替群的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 alternating group
分詞翻譯:
交替的英語翻譯:
by turns; replace
【醫】 alternation
【經】 interchange; rotation
群的英語翻譯:
bevy; caboodle; clot; cluster; covey; flock; gang; group; horde; knot; swarm
throng; troop
【醫】 group; herd
專業解析
交替群(Alternating Group)是抽象代數中置換群的重要子類,記為$A_n$,由$n$個元素的全體偶置換構成。其名稱源自置換的"交替性",即交換兩個元素位置時符號的變化特性。以下是其核心定義與數學特性:
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嚴格定義與階數計算
交替群$A_n$是$n$次對稱群$S_n$中所有偶置換構成的子群。其階數為$frac{n!}{2}$,例如$A_4$的階數為$frac{4!}{2}=12$。該定義源自标準代數教材《代數學引論》對置換分類的經典劃分。
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關鍵數學性質
- 單群特性:當$n geq 5$時,$A_n$是單群(不可分解的非平凡正規子群),這一性質在伽羅瓦理論中具有核心價值
- 生成方式:可由3-輪換(即形如$(a b c)$的置換)生成,例如$A_3$完全由單個3-輪換生成
- 特殊結構:$A_4$是包含克萊因四元群的最小非交換交替群,其群結構滿足:
$$
A_4 = { e, (12)(34), (13)(24), (14)(23), (123), (132), (124), (142), (134), (143), (234), (243) }
$$
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應用領域
在伽羅瓦理論中,$A_n$對應五次以上多項式方程不可根式解的情形,這一發現推動了現代群論的發展。物理學家在粒子對稱性研究中也會應用其表示理論。
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曆史溯源
Évariste Galois在1830年代首次系統研究交替群,通過其工作建立了群論與方程可解性的本質聯繫。現代數學百科全書記載,這一發現"重構了代數學的整個框架"。
網絡擴展解釋
交替群是群論中的一個重要概念,通常用符號 ( A_n ) 表示,定義為對稱群 ( S_n ) 中所有偶置換構成的子群。以下從多個角度詳細解釋:
1.基本定義
- 對稱群 ( S_n ):由 ( n ) 個元素的全體置換(即排列方式)構成的群,階為 ( n! )。
- 偶置換:可以分解為偶數個對換(交換兩個元素的操作)的置換。例如,置換 ((1 2 3)) 可分解為兩個對換 ((1 3)(1 2)),因此是偶置換。
- 交替群 ( A_n ):所有偶置換的集合,是 ( S_n ) 中唯一的指數為2的正規子群。
2.階數與結構
- 階數:( |A_n| = frac{n!}{2} ),因為 ( S_n ) 中奇置換和偶置換的數量相等。
- 單群性質:當 ( n geq 5 ) 時,( A_n ) 是單群(沒有非平凡的正規子群),這一性質在五次方程不可解的證明中起關鍵作用。
- 低階特例:
- ( A_3 ):同構于循環群 ( mathbb{Z}_3 ),階為3。
- ( A_4 ):階為12,包含克萊因四元群等子群,但非單群。
3.重要性
- 伽羅瓦理論:交替群與多項式方程的根的可解性密切相關。例如,五次方程的伽羅瓦群若為 ( A_5 ) 或 ( S_5 ),則方程無根式解。
- 幾何作用:( A_n ) 在幾何對稱性(如正多面體對稱群)中有自然表現。
- 群分類:( A_5 ) 是最小的非阿貝爾單群,對有限單群分類有基礎意義。
4.與其他群的關系
- 與對稱群:( A_n ) 是 ( S_n ) 的正規子群,且 ( S_n / A_n cong mathbb{Z}_2 )。
- 與置換表示:偶置換可用輪換的偶數積表示,例如3-輪換 ((a b c) = (a c)(a b)) 屬于 ( A_n )。
5.應用領域
- 密碼學:置換群的複雜性用于設計加密協議。
- 物理:粒子物理中的對稱性操作常涉及交替群結構。
- 組合數學:研究排列組合問題時,偶置換的性質常用于計數問題。
總結來說,交替群是研究對稱性、方程可解性及抽象群結構的關鍵對象,其性質在數學和科學中具有廣泛影響。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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