3阶对称群S3有六个元素,它同构于三阶二面体群D3,或者说正三角形的对称群。这样,三阶对称群作用于某个正三角形的三个顶点,就可以得到二维矩阵表示。
工具/原料
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电脑
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python3.6(anaconda)
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sympy模块
方法/步骤
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群的二维矩阵表示里面,必须有单位矩阵:from sympy import *c=Matrix([[1,0],[0,1]])c
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设正三角形ABC的中心为O,以OA、OB为基,那么,OC的坐标向量就可以写为[-1,-1]。这样,又得到两个群元素:a=Matrix([[0,1],[1,0]])b=Matrix([[1,0],[-1,-1]])
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先看看python是怎么实现矩阵乘法的:a*b
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现在有了三个群元素的矩阵表示。我们要从这三个元素出发,通过矩阵乘法,来构造整个群。def cf(G): A=[] for i in G: for j in G: k=i*j if k not in A: A.append(k) return A这是一个自定义函数,用来确定某个集合的乘法表里面的所有元素。
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第一次作乘法表,得到五个元素。
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判断一下,此时的G是不是一个群。前后元素数目不相等,所以G还不是群。
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用while循环重复构造乘法表,直到G与乘法表cf(G)的元素数目一样多。
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G==cf(G)说明G是一个群。这样,群S3的一个二维矩阵表示,就实现了。