Représentations linéaires des groupes finis
Réponses
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Que sais-tu du groupe des quaternions ?
- Quel est son nom ? Quels sont ses éléments ? (Choisis des lettres, quoi ! Qu'on puisse causer !)
- Quel est le centre ? Quel est le quotient du groupe par son centre ?
- Quelles sont les classes de conjugaison ? Combien y en a-t-il ? Quels sont leurs cardinaux ?
- Comment construire des représentations linéaires (de degré 1) ? Combien y en a-t-il ?
- Combien de représentations manque-t-il ? Quelle est sa/leur dimension ?
- Est-ce qu'on a vraiment besoin de plus pour compléter la table de caractères, grâce aux relations d'orthogonalité ?
- (On peut vouloir construire les représentations en plus de leur table...) D'où vient le groupe des quaternions au fait, que sont les quaternions ? Les as-tu déjà vus comme des matrices complexes, de même qu'on peut voir les nombres complexes comme des matrices réelles ?
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Oui j'ai déjà vu le groupe des quaternions (Q)
- les elements de Q sont : $\left\{ 1, -1, i,-i, j ,-j , k, -k \right\}$
- il ya 5 classes de conjugaison : $\left\{1\right\} \left\{-1 \right\} \left\{i, -i \right\} \left\{j, -j\right\} \left\{k, -k\right\}$
du coup 4 representation de degré 1 et une representation de degré 2
- le centre Z est $\left\{+1, -1 \right\}$ -
La méthode que j'utilise est la suivante:
- trouver le nombre de representations
-choisir un système générateur du groupe, introduire des variables Zk
- calculer l'ordre (n) , Zkn=1
-trouver les equations supplementaires
-résoudre le système.
Pour revenir a l'exercice, comme système générateur de Q j'ai pris i et j d'ordre 4 du coup j'ai Z14=1 et Z24=1 et là j'arrive plus a m'en sortir§ -
Le quotient de $Q$ par le centre $Z$ est un groupe d'ordre $4$.
Ce groupe a trois représentations linéaires $\chi_j$ ($1\le j\le 3$) faciles à trouver/calculer/décrire, qui donnent des représentations de $Q$ par composition par la projection canonique $Q\to Q/Z$. -
Juste une question. Pourquoi quotienter Q par le centre Z ?
-
Je précise l'idée du quotient. Le quotient d'un groupe $G$ par un sous-groupe $\newcommand{\un}{\mathbf{1}}H$ est l'ensemble des classes $gH$ lorsque $g$ parcourt $G$ (il y a des redondances). Ici ($G=Q$ et $H=Z$), $Q/Z$ est donc l'ensemble $\{\un,I,J,K\}$ où $\un=\{1,-1\}$, $I=iZ=\{i,-i\}$, $J=jZ=\{j,-j\}$ et $K=kZ=\{k,-k\}$.
Lorsque $H$ est distingué (c'est le cas ici), le quotient est naturellement un groupe : le produit de deux classes $gH$ et $g'H$ est simplement $gg'H$, on ne fait pas plus simple. Ici, par exemple, $IJ=iZjZ$ est la classe du produit $ij$, c'est-à-dire $K$ ; $I^2=iZiZ=i^2Z=-1Z=\un$, etc. Quel est donc le groupe $Q/Z$ ?
Sinon, approche complètement terre à terre : que peuvent valoir $\chi_1(i)$ et $\chi_1(j)$ ? Ce sont des racines quatrièmes de l'unité bien sûr mais si ce sont des racines primitives de l'unité (c'est-à-dire $\pm\mathrm{i}$), que peut-on dire de $\chi_1(k)$ ? et donc de $\chi_1(-1)$ ? Que vaut $\chi_1(-1)$ dans tous les cas, par conséquent ? Et donc, que peuvent valoir $\chi_1(i)$ et $\chi_1(j)$ a posteriori ? Ces simples considérations suffisent pour construire $\chi_1$, $\chi_2$ et $\chi_3$. -
Pourquoi quotienter ? Parce que ça fournit un groupe plus petit dont il est (plus) facile de trouver des représentations (que des représentations du gros groupe).
On peut en garder un principe général : dès qu'on a un sous-groupe distingué, ça peut être une bonne idée de calculer des représentations du quotient parce qu'on manipule un groupe plus petit, a priori plus simple. -
ok merci ça marche!
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