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【抽象代数】写出正四面体群的一种酉表示

任何一个有限群的忠实的线性表示,都可以转化为矩阵表示。本文,用Mathematica来给出正四面体群的一种酉表示。
工具/原料
1

电脑

2

Mathematica

方法/步骤
1

在《【抽象代数】正四面体群的三维矩阵表示》,我给出了正四面体群的一个3维的矩阵表示。本文的后续讨论,就以此为基础。a={{0,0,1},{1,0,0},{0,1,0}};b={{0,0,1},{-1,-1,-1},{1,0,0}};

2

给出任意的3*3的可逆矩阵P,那么,PGP'也是群G的一个矩阵表示。那么,后面的目标,就是寻找这样一个矩阵P,使得PGP'里面的矩阵都是酉矩阵。先来构造一个G不变型:B=Total[#\[Transpose]\[Conjugate].#&/@G]/12;f[x_,y_]:=x.B.y

3

先来寻找一个向量p1和p2,使得:f[p,p]==1&&f[p0,p0]==1&&f[p,p0]==0

4

再寻找一个与p1、p2都关于给定的G不变型正交的向量p3,且f[p3,p3]==1。

5

这样,我们得到了这个型的一个标准正交基。

6

验证一下,这个确实是型的标准正交基。

7

P'GP就是一个酉表示。G0=Simplify[Inverse[P].#.P]&/@G

8

验证,里面的矩阵都是酉矩阵。

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