مُوَحِّد ومُعَدِّل

في الرياضيات ، وخاصة في نظرية الزمر ، فإن المجموعة المركزية (وتسمى أيضًا المجموعة التبادلية [ 1 ] [ 2 ] ) لمجموعة جزئية S في زمرة G هي المجموعةججي(S){\displaystyle \operatorname {C} _{G}(S)}مجموعة عناصر G التي تتبادل مع كل عنصر من عناصر S ، أو بصورة مكافئة، مجموعة العناصرزجي{\displaystyle g\in G}بحيث يكون الاقتران بواسطةز{\displaystyle g}يُبقي كل عنصر من عناصر المجموعة S ثابتًا. مُعَيِّر المجموعة S في المجموعة G هو مجموعة العناصرشمالجي(S){\displaystyle \mathrm {N} _{G}(S)}من G التي تحقق الشرط الأضعف المتمثل في مغادرة المجموعةSجي{\displaystyle S\subseteq G}ثابتة تحت الاقتران. المركز والتطبيع للمجموعة S هما مجموعتان جزئيتان من G. تعتمد العديد من التقنيات في نظرية المجموعات على دراسة المراكز والتطبيع لمجموعات جزئية مناسبة S. 

وبصيغة مناسبة، تنطبق التعريفات أيضاً على أنصاف المجموعات .

في نظرية الحلقات ، يُعرَّف مركز مجموعة جزئية من حلقة ما بالنسبة لعملية ضرب الحلقة (عملية شبه زمرة). مركز مجموعة جزئية من حلقة R هو حلقة جزئية من R. تتناول هذه المقالة أيضًا المراكز والوحدات المعيارية في جبر لي .

يُعد المُثَلِّي في شبه المجموعة أو الحلقة بناءً آخر يندرج ضمن نفس سياق المُوَسِّط والمُعَيِّر.

التعريفات

المجموعة وشبه المجموعة

مركز المجموعة الفرعيةS{\displaystyle S}يتم تعريف المجموعة (أو شبه المجموعة) G على النحو التالي [ 3 ]

ججي(S)={زجي|زs=sز للجميع sS}={زجي|زsز-1=s للجميع sS}،{\displaystyle \mathrm {C} _{G}(S)=\left\{g\in G\mid gs=sg{\text{ for all }}s\in S\right\}=\left\{g\in G\mid gsg^{-1}=s{\text{ for all }}s\in S\right\},}

حيث ينطبق التعريف الأول فقط على أنصاف الزمر. إذا لم يكن هناك أي لبس بشأن الزمرة المعنية، فيمكن حذف G من الترميز. عندماS={أ}{\displaystyle S=\{a\}}إذا كانت المجموعة أحادية ، نكتب C<sub> G</sub> ( a ) بدلاً من C <sub>G</sub> ({ a }). وهناك رمز آخر أقل شيوعًا للمركزية وهو Z( a )، وهو رمز موازٍ لرمز المركز . مع هذا الرمز الأخير، يجب توخي الحذر لتجنب الخلط بين مركز المجموعة G ، Z( G )، ومركزية العنصر g في G ، Z( g ) .

يُعرَّف مُعَيِّر المجموعة S في المجموعة (أو شبه المجموعة) G على النحو التالي :

شمالجي(S)={زجي|زS=Sز}={زجي|زSز-1=S}،{\displaystyle \mathrm {N} _{G}(S)=\left\{g\in G\mid gS=Sg\right\}=\left\{g\in G\mid gSg^{-1}=S\right\},}

ومرة أخرى، ينطبق التعريف الأول فقط على أنصاف المجموعات. إذا كانت المجموعةS{\displaystyle S}هي مجموعة فرعية منجي{\displaystyle G}ثم المُعَدِّلشمالجي(S){\displaystyle N_{G}(S)}وهي أكبر مجموعة فرعيةجيجي{\displaystyle G'\subseteq G}أينS{\displaystyle S}هي مجموعة فرعية طبيعية منجي{\displaystyle G'}تتشابه تعريفات المُوَسِّط والمُعَيِّر ، لكنها ليست متطابقة. إذا كانت g في المُوَسِّط لـS{\displaystyle S}و s فيS{\displaystyle S}إذن، يجب أن يكون gs = sg ، ولكن إذا كانت g في المُعَيِّر، فإن gs = tg لبعض t فيS{\displaystyle S}، حيث قد يختلف t عن s . أي عناصر مركزيةS{\displaystyle S}يجب التنقل بشكل مباشر معS{\displaystyle S}لكن عناصر مُعَيِّر المجموعة S تحتاج فقط إلى التبادل مع S كمجموعة . تنطبق نفس اصطلاحات الترميز المذكورة أعلاه للمُوَضِّعات المركزية على المُعَيِّرات أيضًا. يجب عدم الخلط بين المُعَيِّر والإغلاق الطبيعي .

بوضوحججي(S)شمالجي(S){\displaystyle C_{G}(S)\subseteq N_{G}(S)}وكلاهما مجموعتان فرعيتان منجي{\displaystyle G}.

الحلقة، والجبر على حقل، وحلقة لي، وجبر لي

إذا كانت R حلقة أو جبرًا على حقل ، وS{\displaystyle S}إذا كانت مجموعة جزئية من R ، فإن مركزيةS{\displaystyle S}يتم تعريفها تمامًا كما هو محدد للمجموعات، مع استبدال R بـ G.

لول{\displaystyle {\mathfrak {L}}}إذا كانت جبر لي (أو حلقة لي ) مع جداء لي [ x , y ]، فإن مركز مجموعة جزئيةS{\displaystyle S}لل{\displaystyle {\mathfrak {L}}}يُعرَّف بأنه [ 4 ]

جل(S)={xل|[x،s]=0 للجميع sS}.{\displaystyle \mathrm {C} _{\mathfrak {L}}(S)=\{x\in {\mathfrak {L}}\mid [x,s]=0{\text{ for all }}s\in S\}.}

يرتبط تعريف مركزيات حلقات لي بتعريف الحلقات على النحو التالي: إذا كانت R حلقة تجميعية، فيمكن إعطاء R حاصل الضرب بين قوسين [ x , y ] = xy - yx . وبالطبع ، يكون xy = yx إذا وفقط إذا كان [ x , y ] = 0. إذا رمزنا للمجموعة R مع حاصل الضرب بين قوسين بـ L<sub> R</sub> ، فمن الواضح أن مركزية الحلقة هيS{\displaystyle S}في R يساوي مركز حلقة لي لـS{\displaystyle S} في اليسار واليمين .

يمكن أيضًا اعتبار قوس لي عملية من عمليات المجموعةل{\displaystyle {\mathfrak {L}}}على حد ذاته، لأنه[*،*]:ل×لل{\displaystyle [*,*]:{\mathfrak {L}}\times {\mathfrak {L}}\rightarrow {\mathfrak {L}}}. قوس الكذب يجعل(ل،[*،*]){\displaystyle ({\mathfrak {L}},[*,*])}ستكون المجموعة ومركزها جميع العناصر{xل|[x،s]=[s،x] للجميع sS}.{\displaystyle \{x\in {\mathfrak {L}}\mid [x,s]=[s,x]{\text{ for all }}s\in S\}.}لكن بما أن قوس لي متناوب، فإن هذا الشرط يعادل{xل|[x،s]=0 للجميع sS}.{\displaystyle \{x\in {\mathfrak {L}}\mid [x,s]=0{\text{ for all }}s\in S\}.}وبالتالي، يتم تعريف المركز بنفس الطريقة بالنسبة لجبر لي كما هو الحال بالنسبة للمجموعات.

المعيار لمجموعة فرعيةS{\displaystyle S}من جبر لي (أو حلقة لي)ل{\displaystyle {\mathfrak {L}}}يتم تحديده بواسطة [ 4 ]

شمالل(S)={xل|[x،s]S للجميع sS}.{\displaystyle \mathrm {N} _{\mathfrak {L}}(S)=\{x\in {\mathfrak {L}}\mid [x,s]\in S{\text{ for all }}s\in S\}.}

على الرغم من أن هذا هو الاستخدام القياسي لمصطلح "المُعَيِّر" في جبر لي، إلا أن هذا البناء هو في الواقع المُثَلِّي للمجموعةS{\displaystyle S}فيل{\displaystyle {\mathfrak {L}}}. لوS{\displaystyle S}هي مجموعة فرعية جمعية منل{\displaystyle {\mathfrak {L}}}، ثمشمالل(S){\displaystyle \mathrm {N} _{\mathfrak {L}}(S)}هي أكبر حلقة فرعية من حلقات لي (أو جبر لي الفرعي، حسب الحالة) التيS{\displaystyle S}هو مثال للكذب . [ 5 ]

مثال

ضع في اعتبارك المجموعة

جي=S3={[1،2،3]،[1،3،2]،[2،1،3]،[2،3،1]،[3،1،2]،[3،2،1]}{\displaystyle G=S_{3}=\{[1,2,3],[1,3,2],[2,1,3],[2,3,1],[3,1,2],[3,2,1]\}}(المجموعة المتناظرة لتباديل 3 عناصر).

اختر مجموعة جزئيةح{\displaystyle H}من المجموعةجي{\displaystyle G}:

ح={[1،2،3]،[1،3،2]}.{\displaystyle H=\{[1,2,3],[1,3,2]\}.}

لاحظ أن[1،2،3]{\displaystyle [1,2,3]}هو التبديل المحايد فيجي{\displaystyle G}ويحافظ على ترتيب كل عنصر و[1،3،2]{\displaystyle [1,3,2]}هو التبديل الذي يثبت العنصر الأول ويبدل العنصرين الثاني والثالث.

مُعَيِّرُ النَّظِيرِ لـح{\displaystyle H}فيما يتعلق بالمجموعةجي{\displaystyle G}جميعها عناصر منجي{\displaystyle G}والتي تُنتج المجموعةح{\displaystyle H}(يحتمل تبديلها) عندما يكون العنصر مترافقًاح{\displaystyle H}. حل المثال لكل عنصر من عناصرجي{\displaystyle G}:

[1،2،3]{\displaystyle [1,2,3]}عند تطبيقها علىح{\displaystyle H}:{[1،2،3]،[1،3،2]}=ح{\displaystyle \{[1,2,3],[1,3,2]\}=H}؛ لذلك[1،2،3]{\displaystyle [1,2,3]}موجود في المُعَدِّلشمالجي(ح){\displaystyle N_{G}(H)}.
[1،3،2]{\displaystyle [1,3,2]}عند تطبيقها علىح{\displaystyle H}:{[1،2،3]،[1،3،2]}=ح{\displaystyle \{[1,2,3],[1,3,2]\}=H}؛ لذلك[1،3،2]{\displaystyle [1,3,2]}موجود في المُعَدِّلشمالجي(ح){\displaystyle N_{G}(H)}.
[2،1،3]{\displaystyle [2,1,3]}عند تطبيقها علىح{\displaystyle H}:{[1،2،3]،[3،2،1]}ح{\displaystyle \{[1,2,3],[3,2,1]\}\neq H}؛ لذلك[2،1،3]{\displaystyle [2,1,3]}غير موجود في المُعَدِّلشمالجي(ح){\displaystyle N_{G}(H)}.
[2،3،1]{\displaystyle [2,3,1]}عند تطبيقها علىح{\displaystyle H}:{[1،2،3]،[2،1،3]}ح{\displaystyle \{[1,2,3],[2,1,3]\}\neq H}؛ لذلك[2،3،1]{\displaystyle [2,3,1]}غير موجود في المُعَدِّلشمالجي(ح){\displaystyle N_{G}(H)}.
[3،1،2]{\displaystyle [3,1,2]}عند تطبيقها علىح{\displaystyle H}:{[1،2،3]،[3،2،1]}ح{\displaystyle \{[1,2,3],[3,2,1]\}\neq H}؛ لذلك[3،1،2]{\displaystyle [3,1,2]}غير موجود في المُعَدِّلشمالجي(ح){\displaystyle N_{G}(H)}.
[3،2،1]{\displaystyle [3,2,1]}عند تطبيقها علىح{\displaystyle H}:{[1،2،3]،[2،1،3]}ح{\displaystyle \{[1,2,3],[2,1,3]\}\neq H}؛ لذلك[3،2،1]{\displaystyle [3,2,1]}غير موجود في المُعَدِّلشمالجي(ح){\displaystyle N_{G}(H)}.

لذلك، فإن المُعَيِّرشمالجي(ح){\displaystyle N_{G}(H)}لح{\displaystyle H}فيجي{\displaystyle G}يكون{[1،2،3]،[1،3،2]}{\displaystyle \{[1,2,3],[1,3,2]\}}بما أن كلا عنصري المجموعة يحافظان على المجموعةح{\displaystyle H}تحت التصريف.

مركز المجموعةجي{\displaystyle G}هي مجموعة العناصر التي تخرج من كل عنصر منح{\displaystyle H}لا تتغير بالاقتران؛ أي مجموعة العناصر التي تتبادل مع كل عنصر فيح{\displaystyle H}يتضح في هذا المثال أن العنصر الوحيد من هذا النوع في S 3 هوح{\displaystyle H}نفسه ([1، 2، 3]، [1، 3، 2]).

ملكيات

أنصاف المجموعات

يتركS{\displaystyle S'}يشير إلى مركزيةS{\displaystyle S}في المجموعة النصفيةأ{\displaystyle A}؛ أيS={xأ|sx=xs لكل sS}.{\displaystyle S'=\{x\in A\mid sx=xs{\text{ for every }}s\in S\}.}ثمS{\displaystyle S'}يشكل شبه مجموعة فرعية وS=S=S"′′′{\displaystyle S'=S'''=S'''''}أي أن العنصر المتبادل هو عنصره المتبادل الثنائي .

المجموعات

المصدر: [ 6 ]

  • المُوَحِّد والمُعَدِّل لـS{\displaystyle S}كلاهما مجموعتان فرعيتان من G.
  • من الواضح أن CG ( S ) ⊆ NG ( S ) . في الواقع، CG ( S ) هي دائمًا زمرة جزئية طبيعية من NG ( S ) ، كونها نواة التشاكل NG ( S ) → Bij( S)، وتعمل الزمرة NG( S ) / CG ( S ) بالاقتران كزمرة تقابل على S. على سبيل المثال ، تُعرَّف زمرة ويل لزمرة لي متراصة G ذات طارة T على أنها W ( G , T ) = NG ( T ) / CG ( T ) ، وخاصةً إذا كانت الطارة عظمى (أي CG ( T ) = Tفهي أداة مركزية في نظرية زمر لي.
  • C G (C G ( S )) يحتويS{\displaystyle S}لكن C G ( S ) ليس بالضرورة أن تحتويS{\displaystyle S}يحدث الاحتواء بالضبط عندماS{\displaystyle S}هو أبيلي.
  • إذا كانت H مجموعة جزئية من G ، فإن NG ( H ) تحتوي على H.
  • إذا كانت H مجموعة جزئية من G ، فإن أكبر مجموعة جزئية من G التي تكون فيها H طبيعية هي المجموعة الجزئية N G ( H ).
  • لوS{\displaystyle S}إذا كانت S مجموعة جزئية من G بحيث تكون جميع عناصر S قابلة للتبديل فيما بينها، فإن أكبر مجموعة جزئية من G التي يحتوي مركزها علىS{\displaystyle S}هي المجموعة الفرعية C G ( S ).
  • تُسمى المجموعة الجزئية H من المجموعة G بـالمجموعة الفرعية ذاتية التطبيع منGإذا كانN G ( H ) = H .
  • مركز G هو بالضبط C G (G) و G هي مجموعة تبديلية إذا وفقط إذا كان C G (G) = Z( G ) = G .
  • بالنسبة للمجموعات الفردية، C G ( a ) = N G ( a ) .
  • بالتناظر، إذاS{\displaystyle S}و T هما مجموعتان جزئيتان من G ، T ⊆ C G ( S ) إذا وفقط إذا كان S ⊆ C G ( T ) .
  • بالنسبة لمجموعة جزئية H من المجموعة G ، تنص نظرية N/C على أن مجموعة العوامل NG ( H ) /CG ( H ) متماثلة مع مجموعة جزئية من Aut( H )، وهي مجموعة التشاكلات الذاتية لـ H. وبما أن NG ( G ) = G و CG ( G ) = Z( G ) ، فإن نظرية N/C تشير أيضًا إلى أن G / Z ( G ) متماثلة مع Inn( G ) ، وهي المجموعة الجزئية من Aut( G ) التي تتكون من جميع التشاكلات الذاتية الداخلية لـ G.
  • إذا عرّفنا تشاكلًا زمرّيًا T  : G → Inn( G ) بالعلاقة T ( x )( g ) = T x ( g ) = xgx −1 ، فإنه يمكننا وصف N G ( S ) و C G ( S ) بدلالة تأثير الزمرة Inn( G ) على G : مُثبِّتS{\displaystyle S}في Inn( G ) هو T (NG ( S ) )، والمجموعة الفرعية من Inn( G ) التي تثبتS{\displaystyle S}نقطة بنقطة هي T (C G ( S )).
  • يُقال إن المجموعة الجزئية H من المجموعة G مغلقة من النوع C أو ذاتية التبادل إذا كانت H = C G ( S ) لمجموعة جزئية SG. إذا كان الأمر كذلك، فإن H = C G (C G ( H )) .

الحلقات والجبر على حقل

المصدر: [ 4 ]

  • تُعتبر الحلقات الفرعية والجبر الفرعي فوق الحقل بمثابة مراكز في الحلقات وفي الجبر فوق الحقل، على التوالي؛ أما في حلقات لي وفي جبر لي، فتُعتبر الحلقات الفرعية لي والجبر الفرعي لي بمثابة مراكز في حلقات لي، على التوالي.
  • مُعَيِّرُ النَّظِيرِ لـS{\displaystyle S}تحتوي حلقة لي على مركزيةS{\displaystyle S}.
  • يحتوي CR (CR ( S ) )S{\displaystyle S}لكنها ليست بالضرورة متساوية. تتناول نظرية المركزية المزدوجة الحالات التي تتحقق فيها المساواة.
  • لوS{\displaystyle S}إذا كانت مجموعة فرعية جمعية من حلقة لي A ، فإن NA ( S ) هي أكبر حلقة فرعية من A حيثS{\displaystyle S}هو مثال للكذب.
  • لوS{\displaystyle S}إذا كانت حلقة فرعية من حلقة لي A ، فإن S ⊆ N A ( S ) .

انظر أيضاً

ملحوظات

مراجع