Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


Quelle  probgen.g   Sprache: unbekannt

 
# This file was created from probgen.xml, do not edit!
#############################################################################
##
#A  PositionsProperty( <list>, <prop> )
##
##  Let <list> be a dense list and <prop> be a unary function that returns
##  `true' or `false' when applied to the entries of <list>.
##  `PositionsProperty' returns the set of positions in <list> for which
##  `true' is returned.
##
if not IsBound( PositionsProperty ) then
     PositionsProperty:= function( list, prop )
       return Filtered( [ 1 .. Length( list ) ], i -> prop( list[i] ) );
     end;
   fi;


#############################################################################
##
#A  UnorderedTuplesNoSort( <list>, <k> )
##
##  Let <list> be a dense list and <k> be a nonnegative integer.
##  `UnorderedTuplesNoSort' returns a list of all unordered <k>-tuples with
##  repetitions of elements in <list>.
##  The only difference to the GAP library function `UnorderedTuples' is
##  that the entries in the result of `UnorderedTuplesNoSort' need not be
##  sorted.
##  This is advantageous when the comparison of elements in <list> is
##  expensive, e.~g., when these elements are conjugacy classes in a group.
##
BindGlobal( "UnorderedTuplesNoSort", function( list, k )
    return List( UnorderedTuples( [ 1 .. Length( list ) ], k ),
                 tuple -> list{ tuple } );
end );


#############################################################################
##
#F  TripleWithProperty( <threelists>, <prop> )
#F  QuadrupleWithProperty( <fourlists>, <prop> )
##
##  Let <threelists> be a list of three lists $l_1, l_2, l_3$,
##  and <prop> be a unary function that takes a triple $[ x_1, x_2, x_3 ]$
##  with $x_i \in l_i$ as its argument and returns either `true' or `false'.
##  `TripleWithProperty' returns a triple for which `prop' returns `true'
##  if such a triple exists, and `fail' otherwise.
##
##  Analogously, the first argument of `QuadrupleWithProperty' is a list
##  <fourlists> of four lists, and the second argument <prop> takes a
##  quadruple as its argument.
##
BindGlobal( "TripleWithProperty", function( threelists, prop )
    local i, j, k, test;
    for i in threelists[1] do
      for j in threelists[2] do
        for k in threelists[3] do
          test:= [ i, j, k ];
          if prop( test ) then
              return test;
          fi;
        od;
      od;
    od;
    return fail;
end );
BindGlobal( "QuadrupleWithProperty", function( fourlists, prop )
    local i, j, k, l, test;
    for i in fourlists[1] do
      for j in fourlists[2] do
        for k in fourlists[3] do
          for l in fourlists[4] do
            test:= [ i, j, k, l ];
            if prop( test ) then
              return test;
            fi;
          od;
        od;
      od;
    od;
    return fail;
end );


#############################################################################
##
#F  PrintFormattedArray( <array> )
##
##  Let <array> be a rectangular table.
##  `PrintFormattedArray' prints <array> such that each column is right
##  aligned.
##  The only difference to the GAP library function `PrintArray'
##  is that the latter prints all columns at the same width.
##
BindGlobal( "PrintFormattedArray", function( array )
     local colwidths, n, row;
     array:= List( array, row -> List( row, String ) );
     colwidths:= List( TransposedMat( array ),
                       col -> Maximum( List( col, Length ) ) );
     n:= Length( array[1] );
     for row in List( array, row -> List( [ 1 .. n ],
                  i -> String( row[i], colwidths[i] ) ) ) do
       Print( "  ", JoinStringsWithSeparator( row, " " ), "\n" );
     od;
end );


#############################################################################
##
#F  PossiblePermutationCharacters( <sub>, <tbl> )
##
##  For two ordinary character tables <sub> and <tbl>,
##  `PossiblePermutationCharacters' returns the set of all induced class
##  functions of the trivial character of <sub> to <tbl>,
##  w.r.t.~the possible class fusions from <sub> to <tbl>.
##
if not IsBound( PossiblePermutationCharacters ) then
     BindGlobal( "PossiblePermutationCharacters", function( sub, tbl )
       local fus, triv;
       fus:= PossibleClassFusions( sub, tbl );
       if fus = fail then
         return fail;
       fi;
       triv:= [ TrivialCharacter( sub ) ];
       return Set(
           List( fus, map -> Induced( sub, tbl, triv, map )[1] ) );
     end );
   fi;


#############################################################################
##
#A  PrimitivePermutationCharacters( <tbl> )
##
##  For an ordinary character table <tbl> for which either the value of one
##  of the attributes `Maxes' or `UnderlyingGroup' is stored or the table of
##  marks is contained in the GAP library of tables of marks,
##  `PrimitivePermutationCharacters' returns the list of all primitive
##  permutation characters of <tbl>.
##  Otherwise `fail' is returned.
##
##  We use 'InstallOtherMethod' not 'InstallMethod' because another test file
##  declares the same attribute and installs the same method.
##
DeclareAttribute( "PrimitivePermutationCharacters",
                     IsCharacterTable );
InstallOtherMethod( PrimitivePermutationCharacters,
    [ IsCharacterTable ],
    function( tbl )
    local maxes, i, fus, poss, tom, G;
    if HasMaxes( tbl ) then
      maxes:= List( Maxes( tbl ), CharacterTable );
      for i in [ 1 .. Length( maxes ) ] do
        fus:= GetFusionMap( maxes[i], tbl );
        if fus = fail then
          fus:= PossibleClassFusions( maxes[i], tbl );
          poss:= Set( fus,
            map -> InducedClassFunctionsByFusionMap(
                       maxes[i], tbl,
                       [ TrivialCharacter( maxes[i] ) ], map )[1] );
          if Length( poss ) = 1 then
            maxes[i]:= poss[1];
          else
            return fail;
          fi;
        else
          maxes[i]:= TrivialCharacter( maxes[i] )^tbl;
        fi;
      od;
      return maxes;
    elif HasFusionToTom( tbl ) then
      tom:= TableOfMarks( tbl );
      maxes:= MaximalSubgroupsTom( tom );
      return PermCharsTom( tbl, tom ){ maxes[1] };
    elif HasUnderlyingGroup( tbl ) then
      G:= UnderlyingGroup( tbl );
      return List( MaximalSubgroupClassReps( G ),
                   M -> TrivialCharacter( M )^tbl );
    fi;
    return fail;
end );


#############################################################################
##
#F  ApproxP( <primitives>, <spos> )
##
##  Let <primitives> be a list of primitive permutation characters of a group
##  $G$, say, and <spos> the position of the conjugacy class of the element
##  $s \in G$.
##  Assume that the elements in <primitives> have the form $1_M^G$,
##  for suitable maximal subgroups $M$ of $G$,
##  and let $\MM$ be the set of these groups $M$.
##  `ApproxP' returns the class function $\psi$ of $G$ that is defined by
##  $\psi(1) = 0$ and
##  \[
##     \psi(g) = \sum_{M \in \MM}
##                   \frac{1_M^G(s) \cdot 1_M^G(g)}{1_M^G(1)}
##  \]
##  otherwise.
##
##  If <primitives> contains all those primitive permutation characters
##  $1_M^G$ of $G$ (with multiplicity according to the number of conjugacy
##  classes of these maximal subgroups) that do not vanish at $s$,
##  and if all these $M$ are self-normalizing in $G$
##  --this holds for example if $G$ is a finite simple group--
##  then $\psi(g) = &total;( g, s )$ holds.
##
##  The latter is an upper bound for the proportion
##  $∝( g, s )$ of elements in the conjugacy class of $s$ that generate
##  together with $g$ a proper subgroup of $G$.
##
##  Note that if $∝( g, s )$ is less than $1/k$ for all
##  $g \in G^{\times}$ then $G$ has spread at least $k$.
##
BindGlobal( "ApproxP", function( primitives, spos )
    local sum;
    sum:= ShallowCopy( Sum( List( primitives,
                                  pi -> pi[ spos ] * pi / pi[1] ) ) );
    sum[1]:= 0;
    return sum;
end );


#############################################################################
##
#F  ProbGenInfoSimple( <tbl> )
##
##  Let <tbl> be the ordinary character table of a finite simple group $S$.
##  If the full list of primitive permutation characters of <tbl> cannot be
##  computed with `PrimitivePermutationCharacters' then `fail' is returned.
##  Otherwise `ProbGenInfoSimple' returns a list of length $5$, containing
##  the identifier of <tbl>,
##  the value $&total;(S)$,
##  the value $\sprtotal( S )$,
##  a list of {\ATLAS} names of the classes of elements $s$ for which
##  $&total;(S) = &total;( S, s )$ holds,
##  and the list of the corresponding cardinalities $|&M;(S,s)|$.
##
BindGlobal( "ProbGenInfoSimple", function( tbl )
    local prim, max, min, bound, s;
    prim:= PrimitivePermutationCharacters( tbl );
    if prim = fail then
      return fail;
    fi;
    max:= List( [ 1 .. NrConjugacyClasses( tbl ) ],
                i -> Maximum( ApproxP( prim, i ) ) );
    min:= Minimum( max );
    bound:= Inverse( min );
    if IsInt( bound ) then
      bound:= bound - 1;
    else
      bound:= Int( bound );
    fi;
    s:= PositionsProperty( max, x -> x = min );
    s:= List( Set( s, i -> ClassOrbit( tbl, i ) ), i -> i[1] );
    return [ Identifier( tbl ),
             min,
             bound,
             AtlasClassNames( tbl ){ s },
             Sum( List( prim, pi -> pi{ s } ) ) ];
end );


#############################################################################
##
#F  ProbGenInfoAlmostSimple( <tblS>, <tblG>, <sposS> )
##
##  Let <tblS> be the ordinary character table of a finite simple group $S$,
##  <tblG> be the character table of an automorphic extension $G$ of $S$
##  in which $S$ has prime index,
##  and <sposS> a list of class positions in <tblS>.
##
##  If the full list of primitive permutation characters of <tblG> cannot be
##  computed with `PrimitivePermutationCharacters' then `fail' is returned.
##  Otherwise `ProbGenInfoAlmostSimple' returns a list of length five,
##  containing
##  the identifier of <tblG>,
##  the maximum $m$ of $&total;^{\prime}( G, s )$,
##  for $s$ in the classes described by <sposS>,
##  a list of {\ATLAS} names (w.r.t. $G$) of the classes of elements $s$
##  for which this maximum is attained,
##  and the list of the corresponding cardinalities $|\M^{\prime}(G,s)|$.
##
BindGlobal( "ProbGenInfoAlmostSimple", function( tblS, tblG, sposS )
    local p, fus, inv, prim, sposG, outer, approx, l, max, min,
          s, cards, i, names;
    p:= Size( tblG ) / Size( tblS );
    if not IsPrimeInt( p )
       or Length( ClassPositionsOfNormalSubgroups( tblG ) ) <> 3 then
      return fail;
    fi;
    fus:= GetFusionMap( tblS, tblG );
    if fus = fail then
      return fail;
    fi;
    inv:= InverseMap( fus );
    prim:= PrimitivePermutationCharacters( tblG );
    if prim = fail then
      return fail;
    fi;
    sposG:= Set( fus{ sposS } );
    outer:= Difference( PositionsProperty(
                OrdersClassRepresentatives( tblG ), IsPrimeInt ), fus );
    approx:= List( sposG, i -> ApproxP( prim, i ){ outer } );
    if IsEmpty( outer ) then
      max:= List( approx, x -> 0 );
    else
      max:= List( approx, Maximum );
    fi;
    min:= Minimum( max);
    s:= sposG{ PositionsProperty( max, x -> x = min ) };
    cards:= List( prim, pi -> pi{ s } );
    for i in [ 1 .. Length( prim ) ] do
      # Omit the character that is induced from the simple group.
      if ForAll( prim[i], x -> x = 0 or x = prim[i][1] ) then
        cards[i]:= 0;
      fi;
    od;
    names:= AtlasClassNames( tblG ){ s };
    Perform( names, ConvertToStringRep );
    return [ Identifier( tblG ),
             min,
             names,
             Sum( cards ) ];
end );


#############################################################################
##
#F  SigmaFromMaxes( <tbl>, <sname>, <maxes>, <numpermchars> )
#F  SigmaFromMaxes( <tbl>, <sname>, <maxes>, <numpermchars>, <choice> )
##
##  Let <tbl> be the ordinary character table of a finite almost simple group
##  $G$ with socle $S$,
##  <sname> be the name of a class in <tbl>,
##  <maxes> be a list of character tables of all those maximal subgroups
##  of $G$ which contain elements $s$ in the class with the name <sname>.
##  Further let <numpermchars> be a list of integers such that the $i$-th
##  entry in <maxes> induces `<numpermchars>[i]' different permutation
##  characters.
##  (So if several classes of maximal subgroups in $G$ induce the same
##  permutation character then the table of this subgroup must occur with
##  this multiplicity in <maxes>, and the corresponding entries in
##  <numpermchars> must be $1$.
##  Conversely, if there are $n$ classes of isomorphic maximal subgroups
##  which induce $n$ different permutation characters then the table must
##  occur only once in <maxes>, and the corresponding multiplicity in
##  <numpermchars> must be $n$.)
##
##  The return value is `fail' if there is an entry `<maxes>[i]' such that
##  `PossiblePermutationCharacters' does not return a list of length
##  `<numpermchars>[i]' when its arguments are `<maxes>[i]' and <tbl>.
##
##  If the string `"outer"' is entered as the optional argument <choice> then
##  $G$ is assumed to be an automorphic extension of $S$,
##  with $[G:S]$ a prime,
##  and $&total;^{\prime}(G,s)$ is returned.
##
##  Otherwise `SigmaFromMaxes' returns $&total;(G,s)$.
##
BindGlobal( "SigmaFromMaxes", function( arg )
    local t, sname, maxes, numpermchars, prim, spos, outer;
    t:= arg[1];
    sname:= arg[2];
    maxes:= arg[3];
    numpermchars:= arg[4];
    prim:= List( maxes, s -> PossiblePermutationCharacters( s, t ) );
    spos:= Position( AtlasClassNames( t ), sname );
    if ForAny( [ 1 .. Length( maxes ) ],
               i -> Length( prim[i] ) <> numpermchars[i] ) then
      return fail;
    elif Length( arg ) = 5 and arg[5] = "outer" then
      outer:= Difference(
          PositionsProperty( OrdersClassRepresentatives( t ), IsPrimeInt ),
          ClassPositionsOfDerivedSubgroup( t ) );
      return Maximum( ApproxP( Concatenation( prim ), spos ){ outer } );
    else
      return Maximum( ApproxP( Concatenation( prim ), spos ) );
    fi;
end );


#############################################################################
##
#F  DisplayProbGenMaxesInfo( <tbl>, <snames> )
##
##  For a character table <tbl> with known `Maxes' value and a list <snames>
##  of class names in <tbl>,
##  `DisplayProbGenMaxesInfo' prints a description of the maximal subgroups
##  of <tbl> that contain an element $s$ in the classes with names in the
##  list <snames>.
##  Printed are the `Identifier' values of the tables of the maximal
##  subgroups and the number of conjugate subgroups in this class
##  that contain $s$.
##
BindGlobal( "DisplayProbGenMaxesInfo", function( tbl, snames )
    local mx, prim, i, spos, nonz, indent, j;
    if not HasMaxes( tbl ) then
      Print( Identifier( tbl ), ": fail\n" );
      return;
    fi;
    # Now we are sure that the order of the characters returned by
    # 'PrimitivePermutationCharacters' is compatible with 'Maxes( tbl )'.
    mx:= List( Maxes( tbl ), CharacterTable );
    prim:= List( PrimitivePermutationCharacters( tbl ), ShallowCopy );
    for i in [ 1 .. Length( prim ) ] do
      # Deal with the case that the subgroup is normal.
      if ForAll( prim[i], x -> x = 0 or x = prim[i][1] ) then
        prim[i]:= prim[i] / prim[i][1];
      fi;
    od;
    spos:= List( snames,
                 nam -> Position( AtlasClassNames( tbl ), nam ) );
    nonz:= List( spos, x -> PositionsProperty( prim, pi -> pi[x] <> 0 ) );
    for i in [ 1 .. Length( spos ) ] do
      Print( Identifier( tbl ), ", ", snames[i], ": " );
      indent:= ListWithIdenticalEntries(
          Length( Identifier( tbl ) ) + Length( snames[i] ) + 4, ' ' );
      if not IsEmpty( nonz[i] ) then
        Print( Identifier( mx[ nonz[i][1] ] ), "  (",
               prim[ nonz[i][1] ][ spos[i] ], ")\n" );
        for j in [ 2 .. Length( nonz[i] ) ] do
          Print( indent, Identifier( mx[ nonz[i][j] ] ), "  (",
               prim[ nonz[i][j] ][ spos[i] ], ")\n" );
        od;
      else
        Print( "\n" );
      fi;
    od;
end );


#############################################################################
##
#F  PcConjugacyClassReps( <G> )
##
##  Let <G> be a finite solvable group.
##  `PcConjugacyClassReps' returns a list of representatives of
##  the conjugacy classes of <G>,
##  which are computed using a polycyclic presentation for <G>.
##
BindGlobal( "PcConjugacyClassReps", function( G )
     local iso;
     iso:= IsomorphismPcGroup( G );
     return List( ConjugacyClasses( Image( iso ) ),
              c -> PreImagesRepresentative( iso, Representative( c ) ) );
end );


#############################################################################
##
#F  ClassesOfPrimeOrder( <G>, <primes>, <N> )
##
##  Let <G> be a finite group, <primes> be a list of primes,
##  and <N> be a normal subgroup of <G>.
##  `ClassesOfPrimeOrder' returns a list of those conjugacy classes of <G>
##  that are not contained in <N>
##  and whose elements' orders occur in <primes>.
##
##  For each prime $p$ in <primes>, first class representatives of order $p$
##  in a Sylow $p$ subgroup of <G> are computed,
##  then the representatives in <N> are discarded,
##  and then representatives w. r. t. conjugacy in <G> are computed.
##
##  (Note that this approach may be inappropriate if an elementary abelian
##  Sylow $p$ subgroup for a large prime $p$ occurs, and if the conjugacy
##  tests in <G> are expensive.)
##
BindGlobal( "ClassesOfPrimeOrder", function( G, primes, N )
     local ccl, p, syl, Greps, reps, r, cr;
     ccl:= [];
     for p in primes do
       syl:= SylowSubgroup( G, p );
       Greps:= [];
       reps:= Filtered( PcConjugacyClassReps( syl ),
                  r -> Order( r ) = p and not r in N );
       for r in reps do
         cr:= ConjugacyClass( G, r );
         if ForAll( Greps, c -> c <> cr ) then
           Add( Greps, cr );
         fi;
       od;
       Append( ccl, Greps );
     od;
     return ccl;
end );


#############################################################################
##
#F  IsGeneratorsOfTransPermGroup( <G>, <list> )
##
##  Let <G> be a finite group that acts *transitively* on its moved points,
##  and <list> a list of elements in <G>.
##
##  `IsGeneratorsOfTransPermGroup' returns `true' if the elements in <list>
##  generate <G>, and `false' otherwise.
##  The main point is that the return value `true' requires the group
##  generated by `list' to be transitive, and the check for transitivity
##  is much cheaper than the test whether this group is equal to `G'.
##
if not IsBound( IsGeneratorsOfTransPermGroup) then
     BindGlobal( "IsGeneratorsOfTransPermGroup", function( G, list )
       local S;
       if not IsTransitive( G ) then
         Error( "<G> must be transitive on its moved points" );
       fi;
       S:= SubgroupNC( G, list );
       return IsTransitive( S, MovedPoints( G ) ) and
              Size( S ) = Size( G );
     end );
   fi;


#############################################################################
##
#F  RatioOfNongenerationTransPermGroup( <G>, <g>, <s> )
##
##  Let <G> be a finite group that acts *transitively* on its moved points,
##  and <g> and <s> be two elements in <G>.
##
##  `RatioOfNongenerationTransPermGroup' returns the proportion
##  $∝(g,s)$.
##
BindGlobal( "RatioOfNongenerationTransPermGroup", function( G, g, s )
    local nongen, pair;
    if not IsTransitive( G ) then
      Error( "<G> must be transitive on its moved points" );
    fi;
    nongen:= 0;
    for pair in DoubleCosetRepsAndSizes( G, Centralizer( G, g ),
                    Centralizer( G, s ) ) do
      if not IsGeneratorsOfTransPermGroup( G, [ s, g^pair[1] ] ) then
        nongen:= nongen + pair[2];
      fi;
    od;
    return nongen / Size( G );
end );


#############################################################################
##
#F  DiagonalProductOfPermGroups( <groups> )
##
##  Let $G$ be a group, and let <groups> be a list
##  $[ G_1, G_2, \ldots, G_n ]$ of permutation groups such that $G_i$
##  describes the action of $G$ on a set $\Omega_i$, say.
##  Moreover, we require that for $1 \leq i, j \leq n$,
##  mapping the `GeneratorsOfGroup' list of $G_i$ to that of $G_j$
##  defines an isomorphism.
##
##  `DiagonalProductOfPermGroups' takes `groups' as its argument,
##  and returns the action of $G$ on the disjoint union of
##  $\Omega_1, \Omega_2, \ldots \Omega_n$.
##
BindGlobal( "DiagonalProductOfPermGroups", function( groups )
    local prodgens, deg, i, gens, D, pi;
    prodgens:= GeneratorsOfGroup( groups[1] );
    deg:= NrMovedPoints( prodgens );
    for i in [ 2 .. Length( groups ) ] do
      gens:= GeneratorsOfGroup( groups[i] );
      D:= MovedPoints( gens );
      pi:= MappingPermListList( D, [ deg+1 .. deg+Length( D ) ] );
      deg:= deg + Length( D );
      prodgens:= List( [ 1 .. Length( prodgens ) ],
                       i -> prodgens[i] * gens[i]^pi );
    od;
    return Group( prodgens );
end );


#############################################################################
##
#F  RepresentativesMaximallyCyclicSubgroups( <tbl> )
##
##  For an ordinary character table <tbl>,
##  `RepresentativesMaximallyCyclicSubgroups' returns a list of class
##  positions containing exactly one class of generators for each class of
##  maximally cyclic subgroups.
##
BindGlobal( "RepresentativesMaximallyCyclicSubgroups", function( tbl )
    local n, result, orders, p, pmap, i, j;
    # Initialize.
    n:= NrConjugacyClasses( tbl );
    result:= BlistList( [ 1 .. n ], [ 1 .. n ] );
    # Omit powers of smaller order.
    orders:= OrdersClassRepresentatives( tbl );
    for p in PrimeDivisors( Size( tbl ) ) do
      pmap:= PowerMap( tbl, p );
      for i in [ 1 .. n ] do
        if orders[ pmap[i] ] < orders[i] then
          result[ pmap[i] ]:= false;
        fi;
      od;
    od;
    # Omit Galois conjugates.
    for i in [ 1 .. n ] do
      if result[i] then
        for j in ClassOrbit( tbl, i ) do
          if i <> j then
            result[j]:= false;
          fi;
        od;
      fi;
    od;
    # Return the result.
    return ListBlist( [ 1 .. n ], result );
end );


#############################################################################
##
#F  ClassesPerhapsCorrespondingToTableColumns( <G>, <tbl>, <cols> )
##
##  For a group <G>, its ordinary character table <tbl>, and a list <cols>
##  of class positions in <tbl>,
##  `ClassesPerhapsCorrespondingToTableColumns' returns the sublist
##  of those conjugacy classes of `G' for which the corresponding column
##  in `tbl' can be contained in `cols',
##  according to element order and class length.
##
BindGlobal( "ClassesPerhapsCorrespondingToTableColumns",
   function( G, tbl, cols )
    local orders, classes, invariants;
    orders:= OrdersClassRepresentatives( tbl );
    classes:= SizesConjugacyClasses( tbl );
    invariants:= List( cols, i -> [ orders[i], classes[i] ] );
    return Filtered( ConjugacyClasses( G ),
        c -> [ Order( Representative( c ) ), Size(c) ] in invariants );
end );


#############################################################################
##
#F  UpperBoundFixedPointRatios( <G>, <maxesclasses>, <truetest> )
##
##  Let <G> be a finite group, and <maxesclasses> be a list
##  $[ l_1, l_2, ..., l_n ]$ such that each $l_i$ is a list of conjugacy
##  classes of maximal subgroups $M_i$ of <G>, such that all classes of
##  prime element order in $M_i$ are contained in $l_i$,
##  and such that the $M_i$ are all those maximal subgroups of <G>
##  (in particular, \emph{not} only conjugacy class representatives of
##  subgroups) that contain a fixed element $s \in G$.
##
##  `UpperBoundFixedPointRatios' returns a list $[ x, y ]$, where
##  \[
##     x = \max_{1 \not= p \mid |G|} \max_{g \in G \setminus Z(G), |g|=p}
##            \sum_{i=1}^n \sum_{h \in S(i,p,g)} |h^{M_i}| / |g^G|,
##  \]
##  and $S(i,p,g)$ is a set of representatives $h$ of all those classes in
##  $l_i$ that satisfy $|h| = p$ and $|C_G(h)| = |C_G(g)|$,
##  and in the case that $G$ is a permutation group additionally that
##  $h$ and $g$ move the same number of points.
##  Since $S(i,p,g) \supseteq g^G \cap M_i$ holds,
##  $x$ is an upper bound for $&total;(G,s)$.
##
##  The second entry is `true' if the first value is in fact equal to
##  $\max_{g \in G \setminus Z(G)} &fpr;(g,G/M}$, and `false' otherwise.
##
##  The third argument <truetest> must be `true' or `false',
##  where `true' means that the exact value of $&total;(G,s)$ is computed
##  not just an upper bound; this can be much more expensive.
##  (We try to reduce the number of conjugacy tests in this case,
##  the second half of the code is not completely straightforward.)
##
##  If $G$ is an automorphic extension of a simple group $S$,
##  with $[G:S] = p$ a prime, then `UpperBoundFixedPointRatios' can be used
##  to compute $&total;^{\prime}(G,s)$,
##  by choosing $M_i$ the maximal subgroups of $G$ containing $s$,
##  except $S$, such that $l_i$ contains only the classes of element order
##  $p$ in $M_i \setminus (M_i \cap S)$.
##
##  Note that in the case $n = 1$, we have $&total;(G,s) = ∝(G,s)$,
##  so in this case the second entry `true' means that the first entry is
##  equal to $\max_{g \in G \setminus Z(G)} &fpr;(g,G/M_1}$.
##
BindGlobal( "UpperBoundFixedPointRatios",
   function( G, maxesclasses, truetest )
    local myIsConjugate, invs, info, c, r, o, inv, pos, sums, max, maxpos,
          maxlen, reps, split, i, found, j;
    myIsConjugate:= function( G, x, y )
      local movx, movy;
      movx:= MovedPoints( x );
      movy:= MovedPoints( y );
      if movx = movy then
        G:= Stabilizer( G, movx, OnSets );
      fi;
      return IsConjugate( G, x, y );
    end;
    invs:= [];
    info:= [];
    # First distribute the classes according to invariants.
    for c in Concatenation( maxesclasses ) do
      r:= Representative( c );
      o:= Order( r );
      # Take only prime order representatives.
      if IsPrimeInt( o ) then
        inv:= [ o, Size( Centralizer( G, r ) ) ];
        # Omit classes that are central in `G'.
        if inv[2] <> Size( G ) then
          if IsPerm( r ) then
            Add( inv, NrMovedPoints( r ) );
          fi;
          pos:= First( [ 1 .. Length( invs ) ], i -> inv = invs[i] );
          if pos = fail then
            # This class is not `G'-conjugate to any of the previous ones.
            Add( invs, inv );
            Add( info, [ [ r, Size( c ) * inv[2] ] ] );
          else
            # This class may be conjugate to an earlier one.
            Add( info[ pos ], [ r, Size( c ) * inv[2] ] );
          fi;
        fi;
      fi;
    od;
    if info = [] then
      return [ 0, true ];
    fi;
    repeat
      # Compute the contributions of the classes with the same invariants.
      sums:= List( info, x -> Sum( List( x, y -> y[2] ) ) );
      max:= Maximum( sums );
      maxpos:= Filtered( [ 1 .. Length( info ) ], i -> sums[i] = max );
      maxlen:= List( maxpos, i -> Length( info[i] ) );
      # Split the sets with the same invariants if necessary
      # and if we want to compute the exact value.
      if truetest and not 1 in maxlen then
        # Make one conjugacy test.
        pos:= Position( maxlen, Minimum( maxlen ) );
        reps:= info[ maxpos[ pos ] ];
        if myIsConjugate( G, reps[1][1], reps[2][1] ) then
          # Fuse the two classes.
          reps[1][2]:= reps[1][2] + reps[2][2];
          reps[2]:= reps[ Length( reps ) ];
          Unbind( reps[ Length( reps ) ] );
        else
          # Split the list. This may require additional conjugacy tests.
          Unbind( info[ maxpos[ pos ] ] );
          split:= [ reps[1], reps[2] ];
          for i in [ 3 .. Length( reps ) ] do
            found:= false;
            for j in split do
              if myIsConjugate( G, reps[i][1], j[1] ) then
                j[2]:= reps[i][2] + j[2];
                found:= true;
                break;
              fi;
            od;
            if not found then
              Add( split, reps[i] );
            fi;
          od;
          info:= Compacted( Concatenation( info,
                                           List( split, x -> [ x ] ) ) );
        fi;
      fi;
    until 1 in maxlen or not truetest;
    return [ max / Size( G ), 1 in maxlen ];
end );


#############################################################################
##
#F  OrbitRepresentativesProductOfClasses( <G>, <classreps> )
##
##  For a finite group <G> and a list
##  $<classreps> = [ g_1, g_2, \ldots, g_n ]$ of elements in <G>,
##  `OrbitRepresentativesProductOfClasses' returns a list of representatives
##  of <G>-orbits on the Cartesian product
##  $g_1^{<G>} \times g_2^{<G>} \times \cdots \times g_n^{<G>}$.
##
##  The idea behind this function is to choose $R(<G>, g_1) = \{ ( g_1 ) \}$
##  in the case $n = 1$,
##  and, for $n > 1$,
##  \[
##     R(<G>, g_1, g_2, \ldots, g_n) = \{ (h_1, h_2, \ldots, h_n);
##        (h_1, h_2, \ldots, h_{n-1}) \in R(<G>, g_1, g_2, \ldots, g_{n-1}),
##        k_n = g_n^d, \textrm{\ for\ } d \in D \} ,
##  \]
##  where $D$ is a set of representatives of double cosets
##  $C_{<G>}(g_n) \setminus <G> / \cap_{i=1}^{n-1} C_{<G>}(h_i)$.
##
BindGlobal( "OrbitRepresentativesProductOfClasses",
   function( G, classreps )
    local cents, n, orbreps;
    cents:= List( classreps, x -> Centralizer( G, x ) );
    n:= Length( classreps );
    orbreps:= function( reps, intersect, pos )
      if pos > n then
        return [ reps ];
      fi;
      return Concatenation( List(
          DoubleCosetRepsAndSizes( G, cents[ pos ], intersect ),
            r -> orbreps( Concatenation( reps, [ classreps[ pos ]^r[1] ] ),
                 Intersection( intersect, cents[ pos ]^r[1] ), pos+1 ) ) );
    end;
    return orbreps( [ classreps[1] ], cents[1], 2 );
end );


#############################################################################
##
#F  RandomCheckUniformSpread( <G>, <classreps>, <s>, <N> )
##
##  Let <G> be a finite permutation group that is transitive on its moved
##  points,
##  <classreps> be a list of elements in <G>,
##  <s> be an element in <G>,
##  and <N> be a positive integer.
##
##  `RandomCheckUniformSpread' computes representatives $X$ of <G>-orbits
##  on the Cartesian product of the conjugacy classes of <classreps>;
##  for each of them, up to <N> random conjugates $s^{\prime}$ of <s> are
##  checked whether $s^{\prime}$ generates <G> with each element in the
##  $n$-tuple of elements in $X$.
##  If such an element $s^{\prime}$ is found this way, for all $X$,
##  the function returns `true',
##  otherwise a representative $X$ is returned for which no good conjugate
##  of <s> is found.
##
BindGlobal( "RandomCheckUniformSpread", function( G, classreps, s, try )
    local elms, found, i, conj;
    if not IsTransitive( G, MovedPoints( G ) ) then
      Error( "<G> must be transitive on its moved points" );
    fi;
    # Compute orbit representatives of G on the direct product,
    # and try to find a good conjugate of s for each representative.
    for elms in OrbitRepresentativesProductOfClasses( G, classreps ) do
      found:= false;
      for i in [ 1 .. try ] do
        conj:= s^Random( G );
        if ForAll( elms,
              x -> IsGeneratorsOfTransPermGroup( G, [ x, conj ] ) ) then
          found:= true;
          break;
        fi;
      od;
      if not found then
        return elms;
      fi;
    od;
    return true;
end );


#############################################################################
##
#F  CommonGeneratorWithGivenElements( <G>, <classreps>, <tuple> )
##
##  Let <G> be a finite group,
##  and <classreps> and <tuple> be lists of elements in <G>.
##  `CommonGeneratorWithGivenElements' returns an element $g$ in the
##  <G>-conjugacy class of one of the elements in <classreps> with the
##  property that each element in <tuple> together with $g$ generates <G>,
##  if such an element $g$ exists.
##  Otherwise `fail' is returned.
##
BindGlobal( "CommonGeneratorWithGivenElements",
   function( G, classreps, tuple )
    local inter, rep, repcen, pair;
    if not IsTransitive( G, MovedPoints( G ) ) then
      Error( "<G> must be transitive on its moved points" );
    fi;
    inter:= Intersection( List( tuple, x -> Centralizer( G, x ) ) );
    for rep in classreps do
      repcen:= Centralizer( G, rep );
      for pair in DoubleCosetRepsAndSizes( G, repcen, inter ) do
        if ForAll( tuple,
           x -> IsGeneratorsOfTransPermGroup( G, [ x, rep^pair[1] ] ) ) then
          return rep;
        fi;
      od;
    od;
    return fail;
end );


#############################################################################
##
#F  RelativeSigmaL( <d>, <B> )
##
##  Let <d> be a positive integer and <B> a basis for a field extension
##  of degree $n$, say, over the field $F$ with $q$ elements.
##  `RelativeSigmaL' returns a group of $<d> n \times <d> n$ matrices
##  over $F$, which is the intersection of $&SL;(<d> n, q)$ and the split
##  extension of an extension field type subgroup isomorphic with
##  $&GL;(<d>, q^n)$ by the Frobenius automorphism that maps each matrix
##  entry to its $q$-th power.
##
##  (If $q$ is a prime then the return value is isomorphic with the
##  semilinear group $\SigmaL(<d>, q^n)$.)
##
RelativeSigmaL:= function( d, B )
    local n, F, q, glgens, diag, pi, frob, i;
    n:= Length( B );
    F:= LeftActingDomain( UnderlyingLeftModule( B ) );
    q:= Size( F );
    # Create the generating matrices inside the linear subgroup.
    glgens:= List( GeneratorsOfGroup( SL( d, q^n ) ),
                   m -> BlownUpMat( B, m ) );
    # Create the matrix of a diagonal part that maps to determinant 1.
    diag:= IdentityMat( d*n, F );
    diag{ [ 1 .. n ] }{ [ 1 .. n ] }:= BlownUpMat( B, [ [ Z(q^n)^(q-1) ] ] );
    Add( glgens, diag );
    # Create the matrix that realizes the Frobenius action,
    # and adjust the determinant.
    pi:= List( B, b -> Coefficients( B, b^q ) );
    frob:= NullMat( d*n, d*n, F );
    for i in [ 0 .. d-1 ] do
      frob{ [ 1 .. n ] + i*n }{ [ 1 .. n ] + i*n }:= pi;
    od;
    diag:= IdentityMat( d*n, F );
    diag{ [ 1 .. n ] }{ [ 1 .. n ] }:= BlownUpMat( B, [ [ Z(q^n) ] ] );
    diag:= diag^LogFFE( Inverse( Determinant( frob ) ), Determinant( diag ) );
    # Return the result.
    return Group( Concatenation( glgens, [ diag * frob ] ) );
end;;


#############################################################################
##
#F  ApproxPForSL( <d>, <q> )
##
##  For a positive integer <d> and a prime power <q>,
##  `ApproxPForSL' returns $[ &M;(G,s), &total;( G, s ) ]$,
##  where $G = &PSL;( <d>, <q> )$, $s \in G$ is the image of a Singer cycle
##  in $&SL;(d,q)$,
##  and $&M;(G,s)$ is the list of names of those maximal subgroups of $G$
##  that contain $s$.
##
ApproxPForSL:= function( d, q )
    local G, epi, PG, primes, maxes, names, ccl;
    # Check whether this is an admissible case (see [Be00]).
    if ( d = 2 and q in [ 2, 5, 7, 9 ] ) or ( d = 3 and q = 4 ) then
      return fail;
    fi;
    # Create the group SL(d,q), and the map to PSL(d,q).
    G:= SL( d, q );
    epi:= ActionHomomorphism( G, NormedRowVectors( GF(q)^d ), OnLines );
    PG:= ImagesSource( epi );
    # Create the subgroups corresponding to the prime divisors of `d'.
    primes:= PrimeDivisors( d );
    maxes:= List( primes, p -> RelativeSigmaL( d/p,
                                 Basis( AsField( GF(q), GF(q^p) ) ) ) );
    names:= List( primes, p -> Concatenation( "GL(", String( d/p ), ",",
                                 String( q^p ), ").", String( p ) ) );
    if 2 < q then
      names:= List( names, name -> Concatenation( name, " cap G" ) );
    fi;
    # Compute the conjugacy classes of prime order elements in the maxes.
    # (In order to avoid computing all conjugacy classes of these subgroups,
    # we work in Sylow subgroups.)
    ccl:= List( List( maxes, x -> ImagesSet( epi, x ) ),
            M -> ClassesOfPrimeOrder( M, PrimeDivisors( Size( M ) ),
                                      TrivialSubgroup( M ) ) );
    return [ names, UpperBoundFixedPointRatios( PG, ccl, true )[1] ];
end;;


#############################################################################
##
#F  SymmetricBasis( <q>, <n> )
##
##  For a positive integer <n> and a prime power <q>,
##  `SymmetricBasis' returns a basis $B$ for the `GF(<q>)'-vector space
##  `GF(<q>^<n>)' with the property that $`BlownUpMat'( B, x )$
##  is symmetric for each element $x$ in `GF(<q>^<n>)'.
##
SymmetricBasis:= function( q, n )
    local vectors, B, issymmetric;
    if   q = 2 and n = 2 then
      vectors:= [ Z(2)^0, Z(2^2) ];
    elif q = 2 and n = 3 then
      vectors:= [ Z(2)^0, Z(2^3), Z(2^3)^5 ];
    elif q = 2 and n = 5 then
      vectors:= [ Z(2)^0, Z(2^5), Z(2^5)^4, Z(2^5)^25, Z(2^5)^26 ];
    elif q = 3 and n = 2 then
      vectors:= [ Z(3)^0, Z(3^2) ];
    elif q = 3 and n = 3 then
      vectors:= [ Z(3)^0, Z(3^3)^2, Z(3^3)^7 ];
    elif q = 4 and n = 2 then
      vectors:= [ Z(2)^0, Z(2^4)^3 ];
    elif q = 4 and n = 3 then
      vectors:= [ Z(2)^0, Z(2^3), Z(2^3)^5 ];
    elif q = 5 and n = 2 then
      vectors:= [ Z(5)^0, Z(5^2)^2 ];
    elif q = 5 and n = 3 then
      vectors:= [ Z(5)^0, Z(5^3)^9, Z(5^3)^27 ];
    else
      Error( "sorry, no basis for <q> and <n> stored" );
    fi;
    B:= Basis( AsField( GF(q), GF(q^n) ), vectors );
    # Check that the basis really has the required property.
    issymmetric:= M -> M = TransposedMat( M );
    if not ForAll( B, b -> issymmetric( BlownUpMat( B, [ [ b ] ] ) ) ) then
      Error( "wrong basis!" );
    fi;
    # Return the result.
    return B;
end;;


#############################################################################
##
#F  EmbeddedMatrix( <F>, <mat>, <func> )
##
##  For a field <F>, a matrix <mat> and a function <func> that takes a matrix
##  and returns a matrix of the same shape,
##  `EmbeddedMatrix' returns a block diagonal matrix over the field <F>
##  whose diagonal blocks are <mat> and `<func>( <mat> )'.
##
BindGlobal( "EmbeddedMatrix", function( F, mat, func )
  local d, result;
  d:= Length( mat );
  result:= NullMat( 2*d, 2*d, F );
  result{ [ 1 .. d ] }{ [ 1 .. d ] }:= mat;
  result{ [ d+1 .. 2*d ] }{ [ d+1 .. 2*d ] }:= func( mat );
  return result;
end );


#############################################################################
##
#F  ApproxPForOuterClassesInExtensionOfSLByGraphAut( <d>, <q> )
##
##  For a positive integer <d> and a prime power <q>,
##  `ApproxPForOuterClassesInExtensionOfSLByGraphAut' returns
##  $[ &M;(G,s), &total;^{\prime}( G, s ) ]$,
##  where $G$ is $&PSL;( <d>, <q> )$ extended by a graph automorphism,
##  $s \in G$ is the image of a Singer cycle in $&SL;(d,q)$,
##  and $&M;(G,s)$ is the list of names of those maximal subgroups of
##  $&PGL;( <d>, <q> )$ that contain $s$.
##
ApproxPForOuterClassesInExtensionOfSLByGraphAut:= function( d, q )
    local embedG, swap, G, orb, epi, PG, Gprime, primes, maxes, ccl, names;
    # Check whether this is an admissible case (see [Be00],
    # note that a graph automorphism exists only for `d > 2').
    if d = 2 or ( d = 3 and q = 4 ) then
      return fail;
    fi;
    # Provide a function that constructs a block diagonal matrix.
    embedG:= mat -> EmbeddedMatrix( GF( q ), mat,
                                    M -> TransposedMat( M^-1 ) );
    # Create the matrix that exchanges the two blocks.
    swap:= NullMat( 2*d, 2*d, GF(q) );
    swap{ [ 1 .. d ] }{ [ d+1 .. 2*d ] }:= IdentityMat( d, GF(q) );
    swap{ [ d+1 .. 2*d ] }{ [ 1 .. d ] }:= IdentityMat( d, GF(q) );
    # Create the group SL(d,q).2, and the map to the projective group.
    G:= ClosureGroupDefault( Group( List( GeneratorsOfGroup( SL( d, q ) ),
                                          embedG ) ),
                      swap );
    orb:= Orbit( G, One( G )[1], OnLines );
    epi:= ActionHomomorphism( G, orb, OnLines );
    PG:= ImagesSource( epi );
    Gprime:= DerivedSubgroup( PG );
    # Create the subgroups corresponding to the prime divisors of `d'.
    primes:= PrimeDivisors( d );
    maxes:= List( primes,
              p -> ClosureGroupDefault( Group( List( GeneratorsOfGroup(
                         RelativeSigmaL( d/p, SymmetricBasis( q, p ) ) ),
                         embedG ) ),
                     swap ) );
    # Compute conjugacy classes of outer involutions in the maxes.
    # (In order to avoid computing all conjugacy classes of these subgroups,
    # we work in the Sylow $2$ subgroups.)
    maxes:= List( maxes, M -> ImagesSet( epi, M ) );
    ccl:= List( maxes, M -> ClassesOfPrimeOrder( M, [ 2 ], Gprime ) );
    names:= List( primes, p -> Concatenation( "GL(", String( d/p ), ",",
                                   String( q^p ), ").", String( p ) ) );
    return [ names, UpperBoundFixedPointRatios( PG, ccl, true )[1] ];
end;;


#############################################################################
##
#F  RelativeGammaL( <d>, <B> )
##
##  Let the arguments be as for `RelativeSigmaL'.
##  Then `RelativeGammaL' returns the extension field type subgroup of
##  $&GL;(d,q)$ that corresponds to the subgroup of $&SL;(d,q)$ returned by
##  `RelativeSigmaL'.
##
RelativeGammaL:= function( d, B )
    local n, F, q, diag;
    n:= Length( B );
    F:= LeftActingDomain( UnderlyingLeftModule( B ) );
    q:= Size( F );
    diag:= IdentityMat( d * n, F );
    diag{[ 1 .. n ]}{[ 1 .. n ]}:= BlownUpMat( B, [ [ Z(q^n) ] ] );
    return ClosureGroup( RelativeSigmaL( d, B ),  diag );
end;;


#############################################################################
##
#F  ApproxPForOuterClassesInGL( <d>, <q> )
##
##  Let the arguments be as for `ApproxPForSL'.
##  Then `ApproxPForOuterClassesInGL' returns the list of names of the
##  extension field type subgroups of $&GL;(<d>,<q>)$,
##  and $&total;^{\prime}(&GL;(<d>,<q>),s)$,
##  for a Singer cycle $s \in &SL;(d,q)$.
##
ApproxPForOuterClassesInGL:= function( d, q )
    local G, epi, PG, Gprime, primes, maxes, names;
    # Check whether this is an admissible case (see [Be00]).
    if ( d = 2 and q in [ 2, 5, 7, 9 ] ) or ( d = 3 and q = 4 ) then
      return fail;
    fi;
    # Create the group GL(d,q), and the map to PGL(d,q).
    G:= GL( d, q );
    epi:= ActionHomomorphism( G, NormedRowVectors( GF(q)^d ), OnLines );
    PG:= ImagesSource( epi );
    Gprime:= ImagesSet( epi, SL( d, q ) );
    # Create the subgroups corresponding to the prime divisors of `d'.
    primes:= PrimeDivisors( d );
    maxes:= List( primes, p -> RelativeGammaL( d/p,
                                   Basis( AsField( GF(q), GF(q^p) ) ) ) );
    maxes:= List( maxes, M -> ImagesSet( epi, M ) );
    names:= List( primes, p -> Concatenation( "M(", String( d/p ), ",",
                                   String( q^p ), ")" ) );
    return [ names,
             UpperBoundFixedPointRatios( PG, List( maxes,
                 M -> ClassesOfPrimeOrder( M,
                          PrimeDivisors( Index( PG, Gprime ) ), Gprime ) ),
                 true )[1] ];
end;;


#############################################################################
##
#E


[ Dauer der Verarbeitung: 0.33 Sekunden  (vorverarbeitet)  ]

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....
    

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge