Mathematik für Wirtschaftswissenschaftler: I Lineare Algebra by Professor Dr. Dr. Tomas Gal, Dr. Hermann-Josef Kruse,

By Professor Dr. Dr. Tomas Gal, Dr. Hermann-Josef Kruse, Dipl.-Math. Bernhard Vogeler, Dr. Hartmut Wolf (auth.)

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Représentations linéaires des groupes finis

Advent du livre par l’auteur :

    Ce livre est shapeé de trois events, de niveaux et de buts assez différents :

    La première partie a été écrite à l’usage des chimistes théoriciens. Elle disclose los angeles correspondance, due à Frobenius, entre représentations linéaires et caractères. Il s’agit de résultats fondamentaux, d’usage consistent aussi bien en mathématique qu’en chimie quantique, ou en body. J’ai essayé d’en donner des démonstrations aussi élémentaires que attainable, n’utilisant que los angeles définition même d’un groupe et les rudiments de l’algèbre linéaire. Les exemples (§ 5) ont été choisis parmi ceux qui sont utiles aux chimistes.

    La deuxième partie est un cours donné en 1966 aux élèves de seconde année de l’École Normale. Elle complète l. a. première sur les issues suivants :
a) Degrés des représentations et propriétés d’intégralité des caractères (§ 6).
b) Représentations induites, théorèmes d’Artin et de Brauer, et applications (§§ 7 à 11).
c) Questions de rationalité (§§ 12 et 13).
    Les moyens utilisés sont ceux de l’algèbre linéaire (en un sens plus huge que pour l. a. première partie) : algèbres de groupes, modules, produits tensoriels non commutatifs, algèbres semi-simples.

    La troisième partie est une creation à los angeles théorie de Brauer : passage de l. a. caractéristique zero à l. a. caractéristique p (et inversement). J’ai utilisé librement le langage des catégories abéliennes (modules projectifs, groupes de Grothendieck), bien adapté à ce style de question.
    Les principaux résultats sont :
a) Le fait que l’homomorphisme de décomposition est surjectif : toute représentation irréductible de caractéristique p peut être relevée « virtuellement » (i. e. dans un groupe de Grothendieck convenable) en caractéristique 0.
b) Le théorème de Fong-Swan permettant de supprimer le mot « virtuellement » de l’énoncé précédent, pourvu que le groupe considéré soit
p-résoluble.
    J’ai également donné quelques purposes aux représentations d’Artin.

===== desk des matières =====

Introduction

I. Représentations et caractères

    § 1. Généralités sur les représentations linéaires
        1. 1. Définitions
        1. 2. Premiers exemples
        1. three. Sous-représentations
        1. four. Représentations irréductibles
        1. five. Produit tensoriel de deux représentations

    § 2. Théorie des caractères
        2. 1. Le caractère d’une représentation
        2. 2. Le lemme de Schur; premières applications
        2. three. Les kin d’orthogonalité des caractères
        2. four. Décomposition de l. a. représentation régulière
        2. five. Nombre des représentations irréductibles
        2. 6. l. a. décomposition canonique d’une représentation
        2. 7. Décomposition explicite d’une représentation

    § 3. Sous-groupes, produits, représentations induites
        3. 1. Sous-groupes commutatifs
        3. 2. Produit de deux groupes
        3. three. Représentations induites

    § 4. Extension aux groupes compacts
        4. 1. Groupes compacts
        4. 2. Mesure invariante sur un groupe compact
        4. three. Représentations linéaires des groupes compacts

    § 5. Exemples
        5. 1. Le groupe cyclique C_n
        5. 2. Le groupe C_∞
        5. three. Le groupe diédral D_n
        5. four. Le groupe D_nh
        5. five. Le groupe D_∞
        5. 6. Le groupe D_∞h
        5. 7. Le groupe alterné A₄
        5. eight. Le groupe symétrique S₄
        5. nine. Le groupe du cube

    Bibliographie (Partie I)

II. Représentations en caractéristique zéro

    § 6. L’algèbre du groupe
        6. 1. Représentations et modules
        6. 2. Décomposition de C[G]
        6. three. Le centre de C[G]
        6. four. Rappels sur les entiers
        6. five. Propriétés d’intégralité des caractères. Applications

    § 7. Représentations induites; critère de Mackey
        7. 1. Rappels
        7. 2. Caractère d’une représentation induite; formule de réciprocité
        7. three. restrict aux sous-groupes
        7. four. Critère d’irréductibilité de Mackey

    § 8. Exemples de représentations induites
        8. 1. Sous-groupes distingués; purposes aux degrés des représentations irréductibles
        8. 2. Produits semi-directs par un groupe commutatif
        8. three. Rappels sur certaines periods de groupes finis
        8. four. Théorème de Sylow
        8. five. Représentations linéaires des groupes hyper-résolubles

    § 9. Théorème d’Artin
        9. 1. L’anneau R(G)
        9. 2. Énoncé du théorème d’Artin
        9. three. Première démonstration
        9. four. Deuxième démonstration de i) ⇒ ii)

    § 10. Théorème de Brauer
        10. 1. Éléments p-adiques; sous-groupes p-élémentaires
        10. 2. Caractères induits provenant des sous-groupes p-élémentaires
        10. three. building de caractères
        10. four. Démonstration des théorèmes 18 et 18'
        10. five. Théorème de Brauer

    § 11. functions du théorème de Brauer
        11. 1. Caractérisations des caractères
        11. 2. Un théorème de Frobenius
        11. three. Réciproque du théorème de Brauer
        11. four. Spectre de A ⨂ R(G)

    § 12. Questions de rationalité
        12. 1. Les anneaux de R_K(G) et \\bar{R}_K(G)
        12. 2. Indices de Schur
        12. three. Réalisabilité sur les corps cyclotomiques
        12. four. Rang du groupe R_K(G)
        12. five. Généralisation du théorème d’Artin
        12. 6. Généralisation du théorème de Brauer
        12. 7. Démonstration du théorème 28

    § 13. Questions de rationalité : exemples
        13. 1. Le cas du corps des nombres rationnels
        13. 2. Le cas du corps des nombres réels

    Bibliographie (Partie II)

III. creation à l. a. théorie de Brauer

    § 14. Les groupes R_K(G), R_k(G) et P_k(G)
        14. 1. Les anneaux R_K(G) et R_k(G)
        14. 2. Les groupes P_k(G) et P_A(G)
        14. three. constitution de P_k(G)
        14. four. constitution de P_A(G)
        14. five. Dualités
        14. 6. Extension des scalaires

    § 15. Le triangle cde
        15. 1. Définition de c : P_k(G) → R_k(G)
        15. 2. Définition de d : R_K(G) → R_k(G)
        15. three. Définition de e : P_k(G) → R_K(G)
        15. four. Premières propriétés du triangle cde
        15. five. Exemple : le cas des p'-groupes
        15. 6. Exemple : le cas des p-groupes
        15. 7. Exemple : produits de p'-groupes et de p-groupes

    § 16. Théorèmes
        16. 1. Propriétés du triangle cde
        16. 2. Caractérisation de l’image de e
        16. three. Caractérisation des A[G]-modules projectifs par leur caractère
        16. four. Exemples de A[G]-modules projectifs : représentations irréductibles de défaut nul

    § 17. Démonstrations
        17. 1. Changement de groupe
        17. 2. Le théorème de Brauer dans le cas modulaire
        17. three. Démonstration du théorème 33
        17. four. Démonstration du théorème 35
        17. five. Démonstration du théorème 37
        17. 6. Démonstration du théorème 38

    § 18. Caractères modulaires
        18. 1. Le caractère modulaire d’une représentation
        18. 2. Indépendance des caractères modulaires
        18. three. Traductions
        18. four. Une part de d
        18. five. Exemple : caractères modulaires du groupe symétrique S₄
        18. 6. Exemple : caractères modulaires du groupe alterné A₄

    § 19. program aux représentations d’Artin
        19. 1. Représentations d’Artin et de Swan
        19. 2. Rationalité des représentations d’Artin et de Swan
        19. three. Un invariant

    Annexe

    Bibliographie (Partie III)

Index des notations
Index terminologique

Additional resources for Mathematik für Wirtschaftswissenschaftler: I Lineare Algebra

Example text

Es gilt also fUr aIle x E Rn (vgl. 1). Hier wird der N ullvektor stets mit dem kleinen Buchstaben 0 bezeichnet. 2 Wieviele verschiedene Nullvektoren, Einsvektoren bzw. Einheitsvektoren e i des R4 gibt es? 3 a) b) c) d) e) Notieren Sie den Nullvektor des R5. Sind der Nullvektor des R3 und des Nullvektor des R4 gleich? Notieren Sie den Einsvektor des R3. Notieren Sie den vierten Einheitsvektor e 4 des R6. Sind der dritte Einheitsvektor e 3 des R5 und der dritte Einheitsvektor e~ des R4 gleich? 1.

B. Abb. 6). Die Vektoren Xl und yI sind demnach linear abhangig und erzeugen zusammen ebenfalls lediglich die Gerade. Es gilt Von den beiden Vektoren Xl und yI kann also aufgrund der linearen Abhangigkeit einer ignoriert werden, ohne daB sich der erzeugte Teilraum andert. Anders verhalt es sich bei den Vektoren Xl und x 2• Diese sind linear unabhangig und spannen eine Ebene auf. Ignorieren wir einen der beiden Vektoren, so "sehrumpft" der erzeugte Teilraum zu einer Geraden. Es gilt also I Sind die erzeugenden Vektoren linear unabhangig voneinander, so ist demnaeh jeder von ihnen notwendig, urn den Teilraum zu erzeugen.

Xk). Bei gegebenen Xl, ... , xk HiBt sich im allgemeinen nicht jeder beliebige Vektor x E R" als LK von xl, ... , xk darstellen. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere von Interesse, ob sich von gegebenen Vektoren Xl, ... , xk einer oder mehrere dieser Vektoren als Linearkombination der ubrigen darstellen lassen. Dies fUhrt zu folgender Definition. 2 Fur k ~ 2 seien Xl, ... , xk Vektoren des Rn (aIle ungleich dem NuIlvektor). a) Die Vektoren Xl, ... , xk nennt man linear abhiingig (voneinander), wenn sich mindestens einer von ihnen als LK der anderen k - 1 Vektoren darstellen IaB1.

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