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


Quelle  notes5.14.tex   Sprache: Latech

 
%% This document created by Scientific Word (R) Version 2.5
%% Starting shell: mathart1


\documentclass[10pt,thmsa]{article}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\usepackage{amsfonts}
\usepackage{amssymb}
\usepackage{sw20elba}

%TCIDATA{TCIstyle=article/art1.lat,elba,article}

%TCIDATA{OutputFilter=LATEX.DLL}
%TCIDATA{Version=5.50.0.2890}
%TCIDATA{<META NAME="SaveForMode" CONTENT="1">}
%TCIDATA{BibliographyScheme=Manual}
%TCIDATA{Created=Thu Nov 25 13:56:53 2004}
%TCIDATA{LastRevised=Tuesday, August 20, 2013 23:41:31}
%TCIDATA{<META NAME="GraphicsSave" CONTENT="32">}
%TCIDATA{Language=American English}

\input{tcilatex}
\begin{document}

\author{Michael Vaughan-Lee}
\title{Notes5.14}
\date{July 2013}
\maketitle

\section{Immediate descendants of algebra 5.14}

Algebra 5.14 has 
\begin{eqnarray*}
&&2p^{5}+7p^{4}+19p^{3}+49p^{2}+128p+256+(p^{2}+7p+29)\gcd (p-1,3) \\
&&\;\;\;+(p^{2}+7p+24)\gcd (p-1,4)+(p+3)\gcd (p-1,5)
\end{eqnarray*}%
immediate descendants of order $p^{7}$ and $p$-class $3$.

Algebra 5.14 has presentation 
\[
\langle a,b,c\,|\,cb,\,pa,\,pb,\,pc,\,\text{class }2\rangle , 
\]
and so if $L$ is an immediate descendant of 5.14 of order $p^7$ then $L_2$
is generated by $ba$, $ca$ modulo $L_3$, and $L_3$ has order $p^2$ and is
generated by $baa$, $bab$, $bac$, $caa$, $cab$. And $cb$, $pa$, $pb$, $pc\in
L_3$. The commutator structure is the same as one of 7.65 -- 7.88 from the
list of nilpotent Lie algebras over $\mathbb{Z}_p$. So we may assume that
one of the following holds:

\begin{equation}
cb=caa=cab=cac=0,  \tag{7.65}
\end{equation}%
\begin{equation}
caa=cab=cac=0,\,cb=baa,  \tag{7.66}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=bab=bac=cab=cac=0,  \tag{7.67}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=baa,\,bab=bac=cab=cac=0,  \tag{7.68}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=bac=cac=0,\,caa=bab,  \tag{7.69}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=baa,\,bac=cac=0,\,caa=bab,  \tag{7.70}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=baa=bac=cac=0,  \tag{7.71}
\end{equation}%
\begin{equation}
baa=bac=cac=0,\,cb=caa,  \tag{7.72}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=bac=caa=0,\,cac=bab,  \tag{7.73}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=bac=caa=0,\,cac=\omega bab,  \tag{7.74}
\end{equation}%
\begin{equation}
bac=caa=0,\,cb=baa,\,cac=bab,  \tag{7.75}
\end{equation}%
\begin{equation}
bac=caa=0,\,cb=baa,\,cac=\omega bab,  \tag{7.76}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=bac=0,\,caa=baa,\,cac=-bab,  \tag{7.77}
\end{equation}%
\begin{equation}
bac=0,\,cb=caa=baa,\,cac=-bab,  \tag{7.78}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=baa=bac=caa=0,  \tag{7.79}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=bac=caa=0,\,baa=cac,  \tag{7.80}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=bac=0,\,baa=cac,\,caa=bab,  \tag{7.81}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=bac=0,\,baa=cac,\,caa=\omega bab,\,(p=1\func{mod}3)  \tag{7.82}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=baa=caa=cac=0,  \tag{7.83}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=baa=cac=0,\,caa=bab,  \tag{7.84}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=caa=cac=0,\,baa=bab,  \tag{7.85}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=baa=caa=0,\,cac=\omega bab,  \tag{7.86}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=baa=0,\,caa=bac,\,cac=\omega bab,  \tag{7.87}
\end{equation}%
\begin{equation}
cb=baa=0,\,caa=kbab+bac,\,cac=\omega bab,\,(p=2\func{mod}3),  \tag{7.88}
\end{equation}%
where $k$ is any (one) integer which is not a value of 
\[
\frac{\lambda (\lambda ^{2}+3\omega \mu ^{2})}{\mu (3\lambda ^{2}+\omega \mu
^{2})}\func{mod}p. 
\]

Since the total number of descendants of 5.14 of order $p^{7}$ is of order $%
2p^{5}$, we need presentations with at least 5 parameters in some of these
cases. In each case the commutator structure is determined, and so to give a
presentation for the Lie rings we only need to specify $pa,pb,pc$. These
powers take values in $L_{3}$, which has order $p^{2}$, so we need 2
coefficients for each of $pa,pb,pc$. For the sake of simplicity I give a
single presentation with 6 parameters for each of the 24 different
commutator structures defined above, and I give the conditions for two sets
of parameters to define isomorphic Lie rings. In most of the cases I was
able to \textquotedblleft solve\textquotedblrightthe isomorphism problem
in the sense that I was able to produce a number of presentations with fewer
parameters, and with simple conditions on the parameters. But I was not able
to do this in every case.

The file notes5.14.m gives \textsc{Magma} programs to compute each
isomorphism class. The programs have complexity at most $p^{5}$, in the
sense that they have nested loops and the statements in the innermost loops
are executed a maximum of $O(p^{5})$ times. The programs run reasonably fast
for $p<20$, but you need to take a deep breath before running them for $p>20$%
. Apart from anything else the shear number of groups becomes overwhelming
pretty quickly. My classification of the nilpotent Lie rings of order $p^{7}$
has been criticized on the grounds that the Lie rings for any given prime
have to be computed \textquotedblleft on the fly\textquotedblright .
However, as I observed above, you need some presentations with at least 5
parameters, and even if you had five parameters independently taking all
values between $0$ and $p-1$ you would still need a program of complexity $%
p^{5}$ to print them out.

\subsection{Case 1}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb,caa,cab,cac,pa-x_{1}baa-x_{2}bab,pb-x_{3}baa-x_{4}bab,pc-x_{5}baa-x_{6}bab\rangle . 
\]

Here $L_{3}$ is generated by $baa$ and $bab$, and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
bab%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & \gamma \\ 
0 & \lambda & \mu \\ 
0 & 0 & \xi%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}\lambda & \alpha \beta \lambda \\ 
0 & \alpha \lambda ^{2}%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

\bigskip 
\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & \gamma \\ 
0 & \lambda & \mu \\ 
0 & 0 & \xi%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{cc}
x_{1} & x_{2} \\ 
x_{3} & x_{4} \\ 
x_{5} & x_{6}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}\lambda & \alpha \beta \lambda \\ 
0 & \alpha \lambda ^{2}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]%
\[
=\left
\begin{array}{cc}
\frac{1}{\alpha ^{2}\lambda }\left\alpha x_{1}+\beta x_{3}+\gamma
x_{5}\right) & \frac{1}{\alpha \lambda ^{2}}\left\alpha x_{2}+\beta
x_{4}+\gamma x_{6}\right) -\frac{1}{\alpha ^{2}}\frac{\beta }{\lambda ^{2}}%
\left\alpha x_{1}+\beta x_{3}+\gamma x_{5}\right\\ 
\frac{1}{\alpha ^{2}\lambda }\left\lambda x_{3}+\mu x_{5}\right) & \frac{1%
}{\alpha \lambda ^{2}}\left\lambda x_{4}+\mu x_{6}\right) -\frac{1}{\alpha
^{2}}\frac{\beta }{\lambda ^{2}}\left\lambda x_{3}+\mu x_{5}\right\\ 
\frac{1}{\alpha ^{2}\lambda }\xi x_{5} & \frac{1}{\alpha \lambda ^{2}}\xi
x_{6}-\frac{1}{\alpha ^{2}}\frac{\beta }{\lambda ^{2}}\xi x_{5}%
\end{array}%
\right
\]%
$\allowbreak $

There are $3p+22$ agebras in all in this case.

\subsection{Case 2}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb-baa,caa,cab,cac,pa-x_{1}baa-x_{2}bab,pb-x_{3}baa-x_{4}bab,pc-x_{5}baa-x_{6}bab\rangle . 
\]%
Here $L_{3}$ is generated by $baa$ and $bab$, and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
bab%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & \gamma \\ 
0 & \lambda & \mu \\ 
0 & 0 & \alpha ^{2}%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}\lambda & \alpha \beta \lambda \\ 
0 & \alpha \lambda ^{2}%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & \gamma \\ 
0 & \lambda & \mu \\ 
0 & 0 & \alpha ^{2}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{cc}
x_{1} & x_{2} \\ 
x_{3} & x_{4} \\ 
x_{5} & x_{6}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}\lambda & \alpha \beta \lambda \\ 
0 & \alpha \lambda ^{2}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]
\[
=\left
\begin{array}{cc}
\frac{1}{\alpha ^{2}\lambda }\left\alpha x_{1}+\beta x_{3}+\gamma
x_{5}\right) & \frac{1}{\alpha \lambda ^{2}}\left\alpha x_{2}+\beta
x_{4}+\gamma x_{6}\right) -\frac{1}{\alpha ^{2}}\frac{\beta }{\lambda ^{2}}%
\left\alpha x_{1}+\beta x_{3}+\gamma x_{5}\right\\ 
\frac{1}{\alpha ^{2}\lambda }\left\lambda x_{3}+\mu x_{5}\right) & \frac{1%
}{\alpha \lambda ^{2}}\left\lambda x_{4}+\mu x_{6}\right) -\frac{1}{\alpha
^{2}}\frac{\beta }{\lambda ^{2}}\left\lambda x_{3}+\mu x_{5}\right\\ 
\frac{1}{\lambda }x_{5} & \frac{\alpha }{\lambda ^{2}}x_{6}-\frac{\beta }{%
\lambda ^{2}}x_{5}%
\end{array}%
\right\allowbreak . 
\]

The total number of algebras in this case is $5p+13+\gcd (p-1,3)+\gcd
(p-1,4) $.

\subsection{Case 3}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb,bab,bac,cab,cac,pa-x_{1}baa-x_{2}caa,pb-x_{3}baa-x_{4}caa,pc-x_{5}baa-x_{6}caa\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $baa$ and $caa$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
caa%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & \gamma \\ 
0 & \lambda & \mu \\ 
0 & \nu & \xi%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}\lambda & \alpha ^{2}\mu \\ 
\alpha ^{2}\nu & \alpha ^{2}\xi%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & \gamma \\ 
0 & \lambda & \mu \\ 
0 & \nu & \xi%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{cc}
x_{1} & x_{2} \\ 
x_{3} & x_{4} \\ 
x_{5} & x_{6}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}\lambda & \alpha ^{2}\mu \\ 
\alpha ^{2}\nu & \alpha ^{2}\xi%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]

$\allowbreak $ $\allowbreak $

\begin{eqnarray*}
&=&\frac{1}{\alpha ^{2}\lambda \xi -\alpha ^{2}\mu \nu } \\
&&\times \left
\begin{array}{cc}
\alpha \xi x_{1}-\alpha \nu x_{2}-\beta \nu x_{4}+\beta \xi x_{3}-\gamma \nu
x_{6}+\gamma \xi x_{5} & \alpha \lambda x_{2}-\alpha \mu x_{1}+\beta \lambda
x_{4}-\beta \mu x_{3}+\lambda \gamma x_{6}-\gamma \mu x_{5} \\ 
\lambda \xi x_{3}-\lambda \nu x_{4}-\mu \nu x_{6}+\mu \xi x_{5} & \lambda
^{2}x_{4}-\mu ^{2}x_{5}-\lambda \mu x_{3}+\lambda \mu x_{6} \\ 
\xi ^{2}x_{5}-\nu ^{2}x_{4}+\nu \xi x_{3}-\nu \xi x_{6} & \lambda \nu
x_{4}-\mu \nu x_{3}+\lambda \xi x_{6}-\mu \xi x_{5}%
\end{array}%
\right)
\end{eqnarray*}%
$\allowbreak $

The total number of algebras in this case is $2p+8+\gcd (p-1,4)$.

\subsection{Case 4}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb-baa,bab,bac,cab,cac,pa-x_{1}baa-x_{2}caa,pb-x_{3}baa-x_{4}caa,pc-x_{5}baa-x_{6}caa\rangle . 
\]%
\[
cb=baa,\,bab=bac=cab=cac=0. 
\]%
$L_{3}$ is generated by $baa$ and $caa$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
caa%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & \gamma \\ 
0 & \lambda & 0 \\ 
0 & \nu & \alpha ^{2}%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}\lambda & 0 \\ 
\alpha ^{2}\nu & \alpha ^{4}%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & \gamma \\ 
0 & \lambda & 0 \\ 
0 & \nu & \alpha ^{2}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{cc}
x_{1} & x_{2} \\ 
x_{3} & x_{4} \\ 
x_{5} & x_{6}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}\lambda & 0 \\ 
\alpha ^{2}\nu & \alpha ^{4}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]%
$\allowbreak \allowbreak $

\[
=\frac{1}{\alpha ^{4}}\allowbreak \left
\begin{array}{cc}
\frac{1}{\lambda }\left\alpha ^{3}x_{1}+\alpha ^{2}\beta x_{3}+\alpha
^{2}\gamma x_{5}-\alpha \nu x_{2}-\beta \nu x_{4}-\gamma \nu x_{6}\right) & 
\alpha x_{2}+\beta x_{4}+\gamma x_{6} \\ 
\alpha ^{2}x_{3}-\nu x_{4} & \lambda x_{4} \\ 
\frac{1}{\lambda }\left\alpha ^{4}x_{5}-\nu ^{2}x_{4}+\alpha ^{2}\nu
x_{3}-\alpha ^{2}\nu x_{6}\right) & x_{6}\alpha ^{2}+\nu x_{4}%
\end{array}%
\right
\]%
$\allowbreak $

The total number of algebras in this case is $6p+8+2\gcd (p-1,3)+\gcd
(p-1,4)+\gcd (p-1,5)$.

\subsection{Case 5}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb,bac,caa-bab,cac,pa-x_{1}baa-x_{2}bab,pb-x_{3}baa-x_{4}bab,pc-x_{5}baa-x_{6}bab\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $baa$ and $bab$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
bab%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & \gamma \\ 
0 & \lambda & \mu \\ 
0 & 0 & \alpha ^{-1}\lambda ^{2}%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}\lambda & \alpha ^{2}\mu +\alpha \beta \lambda \\ 
0 & \alpha \lambda ^{2}%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & \gamma \\ 
0 & \lambda & \mu \\ 
0 & 0 & \alpha ^{-1}\lambda ^{2}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{cc}
x_{1} & x_{2} \\ 
x_{3} & x_{4} \\ 
x_{5} & x_{6}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}\lambda & \alpha ^{2}\mu +\alpha \beta \lambda \\ 
0 & \alpha \lambda ^{2}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]
\begin{eqnarray*}
&=&\frac{1}{\alpha ^{2}\lambda ^{3}}\times \\
&&\left
\begin{array}{cc}
\lambda ^{2}\left\alpha x_{1}+\beta x_{3}+\gamma x_{5}\right) & \alpha
^{2}\lambda x_{2}-\alpha ^{2}\mu x_{1}-\beta ^{2}\lambda x_{3}-\alpha \beta
\lambda x_{1}+\alpha \beta \lambda x_{4}-\alpha \beta \mu x_{3}+\alpha
\lambda \gamma x_{6}-\alpha \gamma \mu x_{5}-\beta \lambda \gamma x_{5} \\ 
\lambda ^{2}\left\lambda x_{3}+\mu x_{5}\right) & \alpha \lambda
^{2}x_{4}-\beta \lambda ^{2}x_{3}-\alpha \mu ^{2}x_{5}-\alpha \lambda \mu
x_{3}+\alpha \lambda \mu x_{6}-\beta \lambda \mu x_{5} \\ 
\frac{1}{\alpha }\lambda ^{4}x_{5} & -\frac{1}{\alpha }\lambda ^{2}\left(
\alpha \mu x_{5}-\alpha \lambda x_{6}+\beta \lambda x_{5}\right)%
\end{array}%
\right)
\end{eqnarray*}%
$\allowbreak \allowbreak $

The total number of algebras in this case is $5p+13+2\gcd (p-1,3)+\gcd
(p-1,4)$.

\subsection{Case 6}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb-baa,bac,caa-bab,cac,pa-x_{1}baa-x_{2}bab,pb-x_{3}baa-x_{4}bab,pc-x_{5}baa-x_{6}bab\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $baa$ and $bab$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
bab%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha ^{2} & \beta & \gamma \\ 
0 & \pm \alpha ^{3} & \mu \\ 
0 & 0 & \alpha ^{4}%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\pm \alpha ^{7} & \alpha ^{4}\mu \pm \alpha ^{5}\beta \\ 
0 & \alpha ^{8}%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha ^{2} & \beta & \gamma \\ 
0 & \alpha ^{3} & \mu \\ 
0 & 0 & \alpha ^{4}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{cc}
x_{1} & x_{2} \\ 
x_{3} & x_{4} \\ 
x_{5} & x_{6}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{7} & \alpha ^{4}\mu +\alpha ^{5}\beta \\ 
0 & \alpha ^{8}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]
\[
=\left
\begin{array}{cc}
\frac{1}{\alpha ^{7}}\left( x_{1}\alpha ^{2}+\beta x_{3}+\gamma x_{5}\right)
\frac{1}{\alpha ^{8}}\left( x_{2}\alpha ^{2}+\beta x_{4}+\gamma
x_{6}\right) -\frac{1}{\alpha ^{11}}\left\mu +\alpha \beta \right\left(
x_{1}\alpha ^{2}+\beta x_{3}+\gamma x_{5}\right\\ 
\frac{1}{\alpha ^{7}}\left( x_{3}\alpha ^{3}+\mu x_{5}\right) & \frac{1}{%
\alpha ^{8}}\left( x_{4}\alpha ^{3}+\mu x_{6}\right) -\frac{1}{\alpha ^{11}}%
\left\mu +\alpha \beta \right\left( x_{3}\alpha ^{3}+\mu x_{5}\right\\ 
\frac{1}{\alpha ^{3}}x_{5} & \frac{1}{\alpha ^{4}}x_{6}-\frac{1}{\alpha ^{7}}%
x_{5}\left\mu +\alpha \beta \right)%
\end{array}%
\right\allowbreak , 
\]%
\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha ^{2} & \beta & \gamma \\ 
0 & -\alpha ^{3} & \mu \\ 
0 & 0 & \alpha ^{4}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{cc}
x_{1} & x_{2} \\ 
x_{3} & x_{4} \\ 
x_{5} & x_{6}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
-\alpha ^{7} & \alpha ^{4}\mu -\alpha ^{5}\beta \\ 
0 & \alpha ^{8}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]
\[
=\left
\begin{array}{cc}
-\frac{1}{\alpha ^{7}}\left( x_{1}\alpha ^{2}+\beta x_{3}+\gamma x_{5}\right)
\frac{1}{\alpha ^{8}}\left( x_{2}\alpha ^{2}+\beta x_{4}+\gamma
x_{6}\right) +\frac{1}{\alpha ^{11}}\left\mu -\alpha \beta \right\left(
x_{1}\alpha ^{2}+\beta x_{3}+\gamma x_{5}\right\\ 
-\frac{1}{\alpha ^{7}}\left\mu x_{5}-\alpha ^{3}x_{3}\right) & \frac{1}{%
\alpha ^{8}}\left\mu x_{6}-\alpha ^{3}x_{4}\right) +\frac{1}{\alpha ^{11}}%
\left\mu -\alpha \beta \right\left\mu x_{5}-\alpha ^{3}x_{3}\right\\ 
-\frac{1}{\alpha ^{3}}x_{5} & \frac{1}{\alpha ^{4}}x_{6}+\frac{1}{\alpha ^{7}%
}x_{5}\left\mu -\alpha \beta \right)%
\end{array}%
\right
\]%
$\allowbreak $

The total number of algebras in this case is 
\[
p^2+3p-3+(p+2)\gcd (p-1,3)+(p+1)\gcd (p-1,4)+(p+1)\gcd (p-1,5). 
\]

\subsection{Case 7}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb,baa,bac,cac,pa-x_{1}bab-x_{2}caa,pb-x_{3}bab-x_{4}caa,pc-x_{5}bab-x_{6}caa\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $bab$ and $caa$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
bab \\ 
caa%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & \gamma \\ 
0 & \lambda & 0 \\ 
0 & 0 & \xi%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha \lambda ^{2} & 0 \\ 
0 & \alpha ^{2}\xi%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]%
Now 
\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & \gamma \\ 
0 & \lambda & 0 \\ 
0 & 0 & \xi%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{cc}
x_{1} & x_{2} \\ 
x_{3} & x_{4} \\ 
x_{5} & x_{6}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha \lambda ^{2} & 0 \\ 
0 & \alpha ^{2}\xi%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]
\[
=\left
\begin{array}{cc}
\frac{1}{\alpha \lambda ^{2}}\left\alpha x_{1}+\gamma x_{5}\right) & \frac{%
1}{\alpha ^{2}\xi }\left\alpha x_{2}+\gamma x_{6}\right\\ 
\frac{1}{\alpha \lambda }x_{3} & \frac{1}{\alpha ^{2}}\frac{\lambda }{\xi }%
x_{4} \\ 
\frac{1}{\alpha \lambda ^{2}}\xi x_{5} & \frac{1}{\alpha ^{2}}x_{6}%
\end{array}%
\right) . 
\]%
$\allowbreak $

The total number of algebras in this case is $2p^2+11p+43+\gcd (p-1,4)$.

\subsection{Case 8}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb-caa,baa,bac,cac,pa-x_{1}bab-x_{2}caa,pb-x_{3}bab-x_{4}caa,pc-x_{5}bab-x_{6}caa\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $bab$ and $caa$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
bab \\ 
caa%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & \gamma \\ 
0 & \alpha ^{2} & 0 \\ 
0 & 0 & \xi%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{5} & 0 \\ 
0 & \alpha ^{2}\xi%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]%
Now 
\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & \gamma \\ 
0 & \alpha ^{2} & 0 \\ 
0 & 0 & \xi%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{cc}
x_{1} & x_{2} \\ 
x_{3} & x_{4} \\ 
x_{5} & x_{6}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{5} & 0 \\ 
0 & \alpha ^{2}\xi%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]
\[
=\left
\begin{array}{cc}
\frac{1}{\alpha ^{5}}\left\alpha x_{1}+\gamma x_{5}\right) & \frac{1}{%
\alpha ^{2}\xi }\left\alpha x_{2}+\gamma x_{6}\right\\ 
\frac{1}{\alpha ^{3}}x_{3} & \frac{1}{\xi }x_{4} \\ 
\frac{1}{\alpha ^{5}}\xi x_{5} & \frac{1}{\alpha ^{2}}x_{6}%
\end{array}%
\right) . 
\]%
$\allowbreak $

The total number of algebras in this case is 
\[
p^3+4p^2+6p+(p+5)\gcd (p-1,3)+3\gcd (p-1,4)+\gcd (p-1,5). 
\]

\subsection{Case 9}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb,bac,caa,cac-bab,pa-x_{1}baa-x_{2}bab,pb-x_{3}baa-x_{4}bab,pc-x_{5}baa-x_{6}bab\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $baa$ and $bab$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
bab%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & 0 \\ 
0 & \lambda & 0 \\ 
0 & 0 & \pm \lambda%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}\lambda & \alpha \beta \lambda \\ 
0 & \alpha \lambda ^{2}%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & 0 \\ 
0 & \lambda & 0 \\ 
0 & 0 & \lambda%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{cc}
x_{1} & x_{2} \\ 
x_{3} & x_{4} \\ 
x_{5} & x_{6}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}\lambda & \alpha \beta \lambda \\ 
0 & \alpha \lambda ^{2}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]
\[
=\left
\begin{array}{cc}
\frac{1}{\alpha ^{2}\lambda }\left\alpha x_{1}+\beta x_{3}\right) & \frac{1%
}{\alpha \lambda ^{2}}\left\alpha x_{2}+\beta x_{4}\right) -\frac{1}{%
\alpha ^{2}}\frac{\beta }{\lambda ^{2}}\left\alpha x_{1}+\beta x_{3}\right)
\\ 
\frac{1}{\alpha ^{2}}x_{3} & \frac{1}{\alpha \lambda }x_{4}-\frac{1}{\alpha
^{2}}\frac{\beta }{\lambda }x_{3} \\ 
\frac{1}{\alpha ^{2}}x_{5} & \frac{1}{\alpha \lambda }x_{6}-\frac{1}{\alpha
^{2}}\frac{\beta }{\lambda }x_{5}%
\end{array}%
\right) , 
\]

\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & 0 \\ 
0 & \lambda & 0 \\ 
0 & 0 & -\lambda%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{cc}
x_{1} & x_{2} \\ 
x_{3} & x_{4} \\ 
x_{5} & x_{6}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}\lambda & \alpha \beta \lambda \\ 
0 & \alpha \lambda ^{2}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]
\[
\left
\begin{array}{cc}
\frac{1}{\alpha ^{2}\lambda }\left\alpha x_{1}+\beta x_{3}\right) & \frac{1%
}{\alpha \lambda ^{2}}\left\alpha x_{2}+\beta x_{4}\right) -\frac{1}{%
\alpha ^{2}}\frac{\beta }{\lambda ^{2}}\left\alpha x_{1}+\beta x_{3}\right)
\\ 
\frac{1}{\alpha ^{2}}x_{3} & \frac{1}{\alpha \lambda }x_{4}-\frac{1}{\alpha
^{2}}\frac{\beta }{\lambda }x_{3} \\ 
-\frac{1}{\alpha ^{2}}x_{5} & \frac{1}{\alpha ^{2}}\frac{\beta }{\lambda }%
x_{5}-\frac{1}{\alpha \lambda }x_{6}%
\end{array}%
\right) = 
\]%
$\allowbreak \allowbreak $

The total number of algebras in this case is 
\[
p^3+\frac 52p^2+7p+\frac{19}2+\frac{p+4}2\gcd (p-1,4). 
\]

\subsection{Case 10}

\[
\langle a,b,c\,|\,cb,bac,caa,cac-\omega
bab,pa-x_{1}baa-x_{2}bab,pb-x_{3}baa-x_{4}bab,pc-x_{5}baa-x_{6}bab\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $baa$ and $bab$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
bab%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & 0 \\ 
0 & \lambda & 0 \\ 
0 & 0 & \pm \lambda%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}\lambda & \alpha \beta \lambda \\ 
0 & \alpha \lambda ^{2}%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

This case is identical to Case 9 and so there are 
\[
p^{3}+\frac{5}{2}p^{2}+7p+\frac{19}{2}+\frac{p+4}{2}\gcd (p-1,4) 
\]%
algebras here.

\subsection{Case 11}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb-baa,bac,caa,cac-bab,pa-x_{1}baa-x_{2}bab,pb-x_{3}baa-x_{4}bab,pc-x_{5}baa-x_{6}bab\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $baa$ and $bab$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
bab%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & 0 \\ 
0 & \pm \alpha ^{2} & 0 \\ 
0 & 0 & \alpha ^{2}%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\pm \alpha ^{4} & \pm \alpha ^{3}\beta \\ 
0 & \alpha ^{5}%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & 0 \\ 
0 & \alpha ^{2} & 0 \\ 
0 & 0 & \alpha ^{2}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{cc}
x_{1} & x_{2} \\ 
x_{3} & x_{4} \\ 
x_{5} & x_{6}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{4} & \alpha ^{3}\beta \\ 
0 & \alpha ^{5}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]
\[
=\left
\begin{array}{cc}
\frac{1}{\alpha ^{4}}\left\alpha x_{1}+\beta x_{3}\right) & \frac{1}{%
\alpha ^{5}}\left\alpha x_{2}+\beta x_{4}\right) -\frac{1}{\alpha ^{6}}%
\beta \left\alpha x_{1}+\beta x_{3}\right\\ 
\frac{1}{\alpha ^{2}}x_{3} & \frac{1}{\alpha ^{3}}x_{4}-\frac{1}{\alpha ^{4}}%
\beta x_{3} \\ 
\frac{1}{\alpha ^{2}}x_{5} & \frac{1}{\alpha ^{3}}x_{6}-\frac{1}{\alpha ^{4}}%
\beta x_{5}%
\end{array}%
\right) , 
\]

\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & 0 \\ 
0 & -\alpha ^{2} & 0 \\ 
0 & 0 & \alpha ^{2}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{cc}
x_{1} & x_{2} \\ 
x_{3} & x_{4} \\ 
x_{5} & x_{6}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
-\alpha ^{4} & -\alpha ^{3}\beta \\ 
0 & \alpha ^{5}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]
\[
=\left
\begin{array}{cc}
-\frac{1}{\alpha ^{4}}\left\alpha x_{1}+\beta x_{3}\right) & \frac{1}{%
\alpha ^{5}}\left\alpha x_{2}+\beta x_{4}\right) -\frac{1}{\alpha ^{6}}%
\beta \left\alpha x_{1}+\beta x_{3}\right\\ 
\frac{1}{\alpha ^{2}}x_{3} & \frac{1}{\alpha ^{4}}\beta x_{3}-\frac{1}{%
\alpha ^{3}}x_{4} \\ 
-\frac{1}{\alpha ^{2}}x_{5} & \frac{1}{\alpha ^{3}}x_{6}-\frac{1}{\alpha ^{4}%
}\beta x_{5}%
\end{array}%
\right) . 
\]%
$\allowbreak \allowbreak $

The total number of algebras in this case is 
\[
\allowbreak (p^{4}+p^{3}+4p^{2}+p-1+\allowbreak (p^{2}+2p+3)\gcd
(p-1,3)+(p+2)\gcd (p-1,4))/2 
\]

\subsection{Case 12}

\[
\langle a,b,c\,|\,cb-baa,bac,caa,cac-\omega
bab,pa-x_{1}baa-x_{2}bab,pb-x_{3}baa-x_{4}bab,pc-x_{5}baa-x_{6}bab\rangle . 
\]

This case is identical to Case 11, so again there are 
\[
\allowbreak (p^4+p^3+4p^2+p-1+\allowbreak (p^2+2p+3)\gcd (p-1,3)+(p+2)\gcd
(p-1,4))/2 
\]
algebras here.

\subsection{Case 13}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb,bac,caa-baa,cac+bab,pa-x_{1}baa-x_{2}bab,pb-x_{3}baa-x_{4}bab,pc-x_{5}baa-x_{6}bab\rangle . 
\]

$L_{3}$ is generated by $baa$ and $bab$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
bab%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & -\beta \\ 
0 & \lambda & \mu \\ 
0 & \mu & \lambda%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}(\lambda +\mu ) & \alpha \beta (\lambda +\mu ) \\ 
0 & \alpha (\lambda ^{2}-\mu ^{2})%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & -\beta \\ 
0 & \lambda & \mu \\ 
0 & \mu & \lambda%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{cc}
x_{1} & x_{2} \\ 
x_{3} & x_{4} \\ 
x_{5} & x_{6}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{2}(\lambda +\mu ) & \alpha \beta (\lambda +\mu ) \\ 
0 & \alpha (\lambda ^{2}-\mu ^{2})%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]
\[
=\frac{1}{\alpha ^{2}\lambda ^{2}-\alpha ^{2}\mu ^{2}}\left
\begin{array}{cc}
\left\lambda -\mu \right\left\alpha x_{1}+\beta x_{3}-\beta
x_{5}\right) & \alpha ^{2}x_{2}-\beta ^{2}x_{3}+\beta ^{2}x_{5}-\alpha \beta
x_{1}+\alpha \beta x_{4}-\alpha \beta x_{6} \\ 
\left\lambda -\mu \right\left\lambda x_{3}+\mu x_{5}\right) & \alpha
\lambda x_{4}-\beta \lambda x_{3}+\alpha \mu x_{6}-\beta \mu x_{5} \\ 
\left\lambda -\mu \right\left\mu x_{3}+\lambda x_{5}\right) & \alpha
\mu x_{4}-\beta \mu x_{3}+\alpha \lambda x_{6}-\beta \lambda x_{5}%
\end{array}%
\right) . 
\]%
$\allowbreak \allowbreak $

In this case there are $2p^{2}+11p+27+\gcd (p-1,4)$ immediate descendants of
order $p^{7}$ and $p$-class 3.

\subsection{Case 14}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb-baa,bac,caa-baa,cac+bab,pa-x_{1}baa-x_{2}bab,pb-x_{3}baa-x_{4}bab,pc-x_{5}baa-x_{6}bab\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $baa$ and $bab$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
bab%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & \beta & -\beta \\ 
0 & \lambda & \lambda -\alpha ^{2} \\ 
0 & \lambda -\alpha ^{2} & \lambda%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
2\alpha ^{2}\lambda -\alpha ^{4} & 2\alpha \beta \lambda -\alpha ^{3}\beta
\\ 
0 & 2\alpha ^{3}\lambda -\alpha ^{5}%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]%
$\allowbreak \allowbreak $

In this case there are $p^{3}+2p^{2}+6p+10+(p+4)\gcd (p-1,3)$ algebras.

\subsection{Case 15}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb,baa,bac,caa,pa-x_{1}bab-x_{2}cac,pb-x_{3}bab-x_{4}cac,pc-x_{5}bab-x_{6}cac\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $bab$ and $cac$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
bab \\ 
cac%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \beta & 0 \\ 
0 & 0 & \gamma%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha \beta ^{2} & 0 \\ 
0 & \alpha \gamma ^{2}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]%
and 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & 0 & \beta \\ 
0 & \gamma & 0%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
0 & \alpha \beta ^{2} \\ 
\alpha \gamma ^{2} & 0%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \beta & 0 \\ 
0 & 0 & \gamma%
\end{array}
\right\left
\begin{array}{ll}
x & y \\ 
z & t \\ 
u & v%
\end{array}
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha \beta ^2 & 0 \\ 
0 & \alpha \gamma ^2%
\end{array}
\right) ^{-1}=\allowbreak \left
\begin{array}{cc}
\frac x{\beta ^2} & \frac y{\gamma ^2} \\ 
\frac 1\beta \frac z\alpha & \beta \frac t{\alpha \gamma ^2} \\ 
\gamma \frac u{\alpha \beta ^2} & \frac 1\gamma \frac v\alpha%
\end{array}
\right
\]
\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & 0 & \beta \\ 
0 & \gamma & 0%
\end{array}
\right\left
\begin{array}{ll}
x & y \\ 
z & t \\ 
u & v%
\end{array}
\right\left
\begin{array}{ll}
0 & \alpha \beta ^2 \\ 
\alpha \gamma ^2 & 0%
\end{array}
\right) ^{-1}=\allowbreak \left
\begin{array}{cc}
\frac y{\beta ^2} & \frac x{\gamma ^2} \\ 
\frac 1\beta \frac v\alpha & \beta \frac u{\alpha \gamma ^2} \\ 
\gamma \frac t{\alpha \beta ^2} & \frac 1\gamma \frac z\alpha%
\end{array}
\right
\]

The total number of algebras in this case is 
\[
\allowbreak p^{3}+\frac{7}{2}p^{2}+\frac{17}{2}p+\frac{59}{2}+\frac{5}{2}%
\gcd (p-1,3)+\frac{p+1}{2}\gcd (p-1,4) 
\]

\subsection{Case 16}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb,bac,caa,cac-baa,pa-x_{1}baa-x_{2}bab,pb-x_{3}baa-x_{4}bab,pc-x_{5}baa-x_{6}bab\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $baa$ and $bab$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
bab%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \alpha ^{-1}\gamma ^{2} & 0 \\ 
0 & 0 & \gamma%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha \gamma ^{2} & 0 \\ 
0 & \alpha ^{-1}\gamma ^{4}%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \alpha ^{-1}\gamma ^2 & 0 \\ 
0 & 0 & \gamma%
\end{array}
\right\left
\begin{array}{ll}
x & y \\ 
z & t \\ 
u & v%
\end{array}
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha \gamma ^2 & 0 \\ 
0 & \alpha ^{-1}\gamma ^4%
\end{array}
\right) ^{-1}=\allowbreak \left
\begin{array}{cc}
\frac x{\gamma ^2} & \alpha ^2\frac y{\gamma ^4} \\ 
\frac 1{\alpha ^2}z & \frac 1{\gamma ^2}t \\ 
\frac 1\gamma \frac u\alpha & \frac 1{\gamma ^3}v\alpha%
\end{array}
\right) . 
\]

The total number of algebras here is 
\[
2p^{4}+4p^{3}+8p^{2}+14p+11+4\gcd (p-1,3)+3\gcd (p-1,4). 
\]

\subsection{Case 17}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb,bac,caa-bab,cac-baa,pa-x_{1}baa-x_{2}bab,pb-x_{3}baa-x_{4}bab,pc-x_{5}baa-x_{6}bab\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $baa$ and $bab$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
bab%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \alpha ^{-1}\gamma ^{2} & 0 \\ 
0 & 0 & \gamma%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha \gamma ^{2} & 0 \\ 
0 & \alpha ^{2}\gamma%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]%
or 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & 0 & \alpha ^{-1}\gamma ^{2} \\ 
0 & \gamma & 0%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
0 & \alpha \gamma ^{2} \\ 
\alpha ^{2}\gamma & 0%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]%
with $\alpha ^{3}=\gamma ^{3}$. 
\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \alpha ^{-1}\gamma ^{2} & 0 \\ 
0 & 0 & \gamma%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
x & y \\ 
z & t \\ 
u & v%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha \gamma ^{2} & 0 \\ 
0 & \alpha ^{2}\gamma%
\end{array}%
\right) ^{-1}=\allowbreak \left
\begin{array}{cc}
\frac{x}{\gamma ^{2}} & \frac{1}{\alpha }\frac{y}{\gamma } \\ 
\frac{1}{\alpha ^{2}}z & \frac{1}{\alpha ^{3}}\gamma t \\ 
\frac{1}{\gamma }\frac{u}{\alpha } & \frac{v}{\alpha ^{2}}%
\end{array}%
\right
\]%
\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & 0 & \alpha ^{-1}\gamma ^{2} \\ 
0 & \gamma & 0%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
x & y \\ 
z & t \\ 
u & v%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
0 & \alpha \gamma ^{2} \\ 
\alpha ^{2}\gamma & 0%
\end{array}%
\right) ^{-1}=\allowbreak \left
\begin{array}{cc}
\frac{y}{\gamma ^{2}} & \frac{1}{\alpha }\frac{x}{\gamma } \\ 
\frac{v}{\alpha ^{2}} & \frac{1}{\alpha ^{3}}\gamma u \\ 
\frac{1}{\gamma }\frac{t}{\alpha } & \frac{1}{\alpha ^{2}}z%
\end{array}%
\right
\]

If $p\neq 1\func{mod}3$ then $\alpha =\gamma $ and the number of orbits is 
\[
p^5+p^4+p^3+p^2+p+2+(p^2+p+1)\gcd (p-1,4)/2. 
\]

If $p=1\func{mod}3$ then $\alpha =\gamma $ or $\xi \gamma $ or $\xi ^2\gamma 
$ where $\xi ^3=1$. The number of orbits is then

\[
(p^5+p^4+p^3+p^2+7p+10)/3+(p^2+p+1)\gcd (p-1,4)/2 
\]

So in general the number of orbits is 
\[
\allowbreak (p^4+2p^3+3p^2+4p+2)\frac{p-1}{\gcd (p-1,3)}+3p+4+(p^2+p+1)\gcd
(p-1,4)/2 
\]

\subsection{Case 18}

\[
\langle a,b,c\,|\,cb,bac,caa-\omega
bab,cac-baa,pa-x_{1}baa-x_{2}bab,pb-x_{3}baa-x_{4}bab,pc-x_{5}baa-x_{6}bab%
\rangle \;(p=1\func{mod}3). 
\]%
This case is very similar to Case 17, though we do not have as many
automorphisms. $L_{3}$ is generated by $baa$ and $bab$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
bab%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \alpha ^{-1}\gamma ^{2} & 0 \\ 
0 & 0 & \gamma%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha \gamma ^{2} & 0 \\ 
0 & \alpha ^{2}\gamma%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]%
with $\alpha ^{3}=\gamma ^{3}$. 
\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \alpha ^{-1}\gamma ^{2} & 0 \\ 
0 & 0 & \gamma%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
x & y \\ 
z & t \\ 
u & v%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha \gamma ^{2} & 0 \\ 
0 & \alpha ^{2}\gamma%
\end{array}%
\right) ^{-1}=\allowbreak \left
\begin{array}{cc}
\frac{x}{\gamma ^{2}} & \frac{1}{\alpha }\frac{y}{\gamma } \\ 
\frac{1}{\alpha ^{2}}z & \frac{1}{\alpha ^{3}}\gamma t \\ 
\frac{1}{\gamma }\frac{u}{\alpha } & \frac{v}{\alpha ^{2}}%
\end{array}%
\right
\]

The number of algebras is 
\[
(2p^5+2p^4+2p^3+2p^2+14p+17)/3 
\]

Combining Case 17 and Case 18, the total number of algebras in the two cases
is 
\[
\allowbreak p^5+p^4+p^3+p^2-2p-\frac 32+(3p+\frac 72)\gcd
(p-1,3)+(p^2+p+1)\gcd (p-1,4)/2 
\]

\subsection{Case 19}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb,baa,caa,cac,pa-x_{1}bab-x_{2}bac,pb-x_{3}bab-x_{4}bac,pc-x_{5}bab-x_{6}bac\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $bab$ and $bac$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
bab \\ 
bac%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \beta & \gamma \\ 
0 & 0 & \delta%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha \beta ^{2} & 2\alpha \beta \gamma \\ 
0 & \alpha \beta \delta%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]

\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \beta & \gamma \\ 
0 & 0 & \delta%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
x & y \\ 
z & t \\ 
u & v%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha \beta ^{2} & 2\alpha \beta \gamma \\ 
0 & \alpha \beta \delta%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]
\[
=\left
\begin{array}{cc}
\frac{x}{\beta ^{2}} & \frac{y}{\beta \delta }-2\frac{x}{\beta ^{2}}\frac{%
\gamma }{\delta } \\ 
\frac{1}{\alpha \beta ^{2}}\left( u\gamma +z\beta \right) & \frac{1}{\alpha
\beta \delta }\left( t\beta +v\gamma \right) -\frac{2}{\alpha \beta ^{2}}%
\frac{\gamma }{\delta }\left( u\gamma +z\beta \right\\ 
\frac{u}{\alpha \beta ^{2}}\delta & \frac{v}{\alpha \beta }-2\frac{u}{\alpha
\beta ^{2}}\gamma%
\end{array}%
\right) . 
\]%
$\allowbreak $

The total number of algebras in this case is $2p^{2}+11p+27+\gcd (p-1,4)$.

\subsection{Case 20}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb,baa,caa-bab,cac,pa-x_{1}bab-x_{2}bac,pb-x_{3}bab-x_{4}bac,pc-x_{5}bab-x_{6}bac\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $bab$ and $bac$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
bab \\ 
bac%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \beta & 0 \\ 
0 & 0 & \alpha ^{-1}\beta ^{2}%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha \beta ^{2} & 0 \\ 
0 & \beta ^{3}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]%
\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \beta & 0 \\ 
0 & 0 & \alpha ^{-1}\beta ^{2}%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
x & y \\ 
z & t \\ 
u & v%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha \beta ^{2} & 0 \\ 
0 & \beta ^{3}%
\end{array}%
\right) ^{-1}=\allowbreak \left
\begin{array}{cc}
\frac{x}{\beta ^{2}} & \alpha \frac{y}{\beta ^{3}} \\ 
\frac{1}{\beta }\frac{z}{\alpha } & \frac{1}{\beta ^{2}}t \\ 
\frac{1}{\alpha ^{2}}u & \frac{1}{\alpha \beta }v%
\end{array}%
\right) . 
\]

The total number of algebras here is 
\[
2p^{4}+4p^{3}+6p^{2}+11p+11+2\gcd (p-1,3)+(p+1)\gcd (p-1,4). 
\]

\subsection{Case 21}

\[
\langle
a,b,c\,|%
\,cb,bab-baa,caa,cac,pa-x_{1}baa-x_{2}bac,pb-x_{3}baa-x_{4}bac,pc-x_{5}baa-x_{6}bac\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $baa$ and $bac$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
baa \\ 
bac%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 2\beta \\ 
0 & \alpha & \beta \\ 
0 & 0 & \gamma%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{3} & 2\alpha ^{2}\beta \\ 
0 & \alpha ^{2}\gamma%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 2\beta \\ 
0 & \alpha & \beta \\ 
0 & 0 & \gamma%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
x & y \\ 
z & t \\ 
u & v%
\end{array}%
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{3} & 2\alpha ^{2}\beta \\ 
0 & \alpha ^{2}\gamma%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]
\[
=\left
\begin{array}{cc}
\frac{1}{\alpha ^{3}}\left( 2u\beta +x\alpha \right) & \frac{1}{\alpha
^{2}\gamma }\left( 2v\beta +y\alpha \right) -\frac{2}{\alpha ^{3}}\frac{%
\beta }{\gamma }\left( 2u\beta +x\alpha \right\\ 
\frac{1}{\alpha ^{3}}\left( u\beta +z\alpha \right) & \frac{1}{\alpha
^{2}\gamma }\left( t\alpha +v\beta \right) -\frac{2}{\alpha ^{3}}\frac{\beta 
}{\gamma }\left( u\beta +z\alpha \right\\ 
\frac{u}{\alpha ^{3}}\gamma & \frac{v}{\alpha ^{2}}-2\frac{u}{\alpha ^{3}}%
\beta%
\end{array}%
\right) . 
\]%
$\allowbreak $

The total number of algebras in this case is 
\[
2p^{3}+6p^{2}+7p+7+(p+1)\gcd (p-1,4). 
\]

\subsection{Case 22}

\[
\langle a,b,c\,|\,cb,baa,caa,cac-\omega
bab,pa-x_{1}bab-x_{2}bac,pb-x_{3}bab-x_{4}bac,pc-x_{5}bab-x_{6}bac\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $bab$ and $bac$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
bab \\ 
bac%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \omega \beta & \pm \gamma \\ 
0 & \omega \gamma & \pm \omega \beta%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\omega \alpha (\omega \beta ^{2}+\gamma ^{2}) & \pm 2\omega \alpha \beta
\gamma \\ 
2\omega ^{2}\alpha \beta \gamma & \pm \omega \alpha (\omega \beta
^{2}+\gamma ^{2})%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

The total number of algebras in Case 22 is 
\[
(2p^{3}+3p^{2}+3p+13-\gcd (p-1,3)+(p+1)\gcd (p-1,4))/2. 
\]

\subsection{Case 23}

\[
\langle a,b,c\,|\,cb,baa,caa-bac,cac-\omega
bab,pa-x_{1}bab-x_{2}bac,pb-x_{3}bab-x_{4}bac,pc-x_{5}bab-x_{6}bac\rangle . 
\]%
$L_{3}$ is generated by $bab$ and $bac$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
bab \\ 
bac%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \alpha & 0 \\ 
0 & 0 & \pm \alpha%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{3} & 0 \\ 
0 & \pm \alpha ^{3}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]%
or when $p=2\func{mod}3$ and $12\omega \beta ^{2}=-1$, 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
4\omega \alpha \beta & -3\omega \alpha \beta & \frac{\alpha }{2} \\ 
0 & -2\omega \alpha \beta & \alpha \\ 
0 & \pm \omega \alpha & \mp 2\omega \alpha \beta%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\frac{8}{3}\omega ^{2}\alpha ^{3}\beta & \frac{4}{3}\omega \alpha ^{3} \\ 
\pm \frac{4}{3}\omega ^{2}\alpha ^{3} & \pm \frac{8}{3}\omega ^{2}\alpha
^{3}\beta%
\end{array}%
\right) ^{-1}. 
\]

Now 
\[
\left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \alpha & 0 \\ 
0 & 0 & \pm \alpha%
\end{array}
\right\left
\begin{array}{ll}
x & y \\ 
z & t \\ 
u & v%
\end{array}
\right\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^3 & 0 \\ 
0 & \pm \alpha ^3%
\end{array}
\right) ^{-1}=\allowbreak \left
\begin{array}{cc}
\frac 1{\alpha ^2}x & \pm \frac 1{\alpha ^2}y \\ 
\frac 1{\alpha ^2}z & \pm \frac 1{\alpha ^2}t \\ 
\pm \frac 1{\alpha ^2}u & \frac 1{\alpha ^2}v%
\end{array}
\right
\]
and so if $p=1\func{mod}3$ there are $p^5+p^4+p^3+p^2+p+2+(p^2+p+1)\gcd
(p-1,4)/2$ algebras.

When $p=2\func{mod}3$ the number of algebras here is 
\[
\allowbreak \frac{1}{3}p^{5}+\frac{1}{3}p^{4}+\frac{1}{3}p^{3}+\frac{1}{3}%
p^{2}+p+2+(p^{2}+p+1)\gcd (p-1,4)/2. 
\]

\subsection{Case 24}

\[
\langle a,b,c\,|\,cb,baa,caa-kbab-bac,cac-\omega
bab,pa-x_{1}bab-x_{2}bac,pb-x_{3}bab-x_{4}bac,pc-x_{5}bab-x_{6}bac\rangle
\;(p=2\func{mod}3). 
\]%
where $k$ is any (fixed) integer which is not a value of 
\[
\frac{\lambda (\lambda ^{2}+3\omega \mu ^{2})}{\mu (3\lambda ^{2}+\omega \mu
^{2})}\func{mod}p. 
\]%
$L_{3}$ is generated by $bab$ and $bac$ and if we let 
\[
\left
\begin{array}{l}
pa \\ 
pb \\ 
pc%
\end{array}%
\right) =A\left
\begin{array}{l}
bab \\ 
bac%
\end{array}%
\right
\]%
then the isomorphism classes of algebras satisfying these commutator
relations correspond to the orbits of $3\times 2$ matrices $A$ under the
action 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
\alpha & 0 & 0 \\ 
0 & \alpha & 0 \\ 
0 & 0 & \alpha%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
\alpha ^{3} & 0 \\ 
0 & \alpha ^{3}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]%
and 
\[
A\rightarrow \left
\begin{array}{lll}
-4\alpha & k\alpha \beta +3\alpha & 3k\omega ^{-1}\alpha +\alpha \beta \\ 
0 & 2\alpha & 2\alpha \beta \\ 
0 & 2\omega \alpha \beta & 2\alpha%
\end{array}%
\right) A\left
\begin{array}{ll}
32\alpha ^{3} & -32\alpha ^{3}\beta \\ 
-32\omega \alpha ^{3}\beta & 32\alpha ^{3}%
\end{array}%
\right) ^{-1} 
\]%
where $\omega \beta ^{2}=-3$.

The number of orbits is 
\[
\allowbreak \frac{2}{3}p^{5}+\frac{2}{3}p^{4}+\frac{2}{3}p^{3}+\frac{2}{3}%
p^{2}+2p+3. 
\]

The total number of algebras from Case 23 and Case 24 is 
\[
p^{5}+p^{4}+p^{3}+p^{2}+4p+\frac{13}{2}-(p+\frac{3}{2})\gcd
(p-1,3)+(p^{2}+p+1)\gcd (p-1,4)/2. 
\]

The total number of algebras from cases 17, 18, 23 and 24 is 
\[
p^5+p^4+p^3+p^2+2p+5+(2p+2)\gcd (p-1,3)+(p^2+p+1)\gcd (p-1,4). 
\]

\end{document}

Messung V0.5
C=78 H=91 G=84

¤ Dauer der Verarbeitung: 0.23 Sekunden  ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung und die Messung sind noch experimentell.






                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


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