Quellcodebibliothek Statistik Leitseite products/Sources/formale Sprachen/GAP/lib/   (Algebra von RWTH Aachen Version 4.15.1©)  Datei vom 18.9.2025 mit Größe 120 kB image not shown  

SSL algebra.gi   Sprache: unbekannt

 
#############################################################################
##
##  This file is part of GAP, a system for computational discrete algebra.
##  This file's authors include Thomas Breuer, and Willem de Graaf.
##
##  Copyright of GAP belongs to its developers, whose names are too numerous
##  to list here. Please refer to the COPYRIGHT file for details.
##
##  SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
##
##  This file contains generic methods for algebras and algebras-with-one.
##


#############################################################################
##
#M  Representative( <A> ) . . . . . . . . one element of a left operator ring
##
InstallMethod( Representative,
    "for left operator ring with known generators",
    [ IsLeftOperatorRing and HasGeneratorsOfLeftOperatorRing ],
    RepresentativeFromGenerators( GeneratorsOfLeftOperatorRing ) );


#############################################################################
##
#M  Representative( <A> ) . . .  one element of a left operator ring-with-one
##
InstallMethod( Representative,
    "for left operator ring-with-one with known generators",
    [ IsLeftOperatorRingWithOne and HasGeneratorsOfLeftOperatorRingWithOne ],
    RepresentativeFromGenerators( GeneratorsOfLeftOperatorRingWithOne ) );


#############################################################################
##
#M  FLMLORByGenerators( <R>, <gens> ) . . . .  <R>-FLMLOR generated by <gens>
#M  FLMLORByGenerators( <R>, <gens>, <zero> )
##
InstallMethod( FLMLORByGenerators,
    "for ring and collection",
    [ IsRing, IsCollection ],
    function( R, gens )
    local A;
    A:= Objectify( NewType( FamilyObj( gens ),
                            IsFLMLOR and IsAttributeStoringRep ),
                   rec() );
    SetLeftActingDomain( A, R );
    SetGeneratorsOfLeftOperatorRing( A, AsList( gens ) );

    CheckForHandlingByNiceBasis( R, gens, A, false );
    return A;
    end );

InstallOtherMethod( FLMLORByGenerators,
    "for ring, homogeneous list, and ring element",
    [ IsRing, IsHomogeneousList, IsRingElement ],
    function( R, gens, zero )
    local A;
    A:= Objectify( NewType( CollectionsFamily( FamilyObj( zero ) ),
                            IsFLMLOR and IsAttributeStoringRep ),
                   rec() );
    SetLeftActingDomain( A, R );
    SetGeneratorsOfLeftOperatorRing( A, gens );
    SetZero( A, zero );

    if IsEmpty( gens ) then
      SetDimension( A, 0 );
      SetGeneratorsOfLeftModule( A, gens );
    fi;

    CheckForHandlingByNiceBasis( R, gens, A, zero );
    return A;
    end );


#############################################################################
##
#M  FLMLORWithOneByGenerators( <R>, <gens> )  unit. <R>-FLMLOR gen. by <gens>
#M  FLMLORWithOneByGenerators( <R>, <gens>, <zero> )
##
InstallMethod( FLMLORWithOneByGenerators,
    "for ring and collection",
    [ IsRing, IsCollection ],
    function( R, gens )
    local A;
    A:= Objectify( NewType( FamilyObj( gens ),
                            IsFLMLORWithOne and IsAttributeStoringRep ),
                   rec() );
    SetLeftActingDomain( A, R );
    SetGeneratorsOfLeftOperatorRingWithOne( A, AsList( gens ) );

    CheckForHandlingByNiceBasis( R, gens, A, false );
    return A;
    end );

InstallOtherMethod( FLMLORWithOneByGenerators,
    "for ring, homogeneous list, and ring element",
    [ IsRing, IsHomogeneousList, IsRingElement ],
    function( R, gens, zero )
    local A;
    A:= Objectify( NewType( CollectionsFamily( FamilyObj( zero ) ),
                            IsFLMLORWithOne and IsAttributeStoringRep ),
                   rec() );
    SetLeftActingDomain( A, R );
    SetGeneratorsOfLeftOperatorRingWithOne( A, AsList( gens ) );
    SetZero( A, zero );

    CheckForHandlingByNiceBasis( R, gens, A, zero );
    return A;
    end );


#############################################################################
##
#F  Algebra( <F>, <gens> )
#F  Algebra( <F>, <gens>, <zero> )
#F  Algebra( <F>, <gens>, "basis" )
#F  Algebra( <F>, <gens>, <zero>, "basis" )
##
InstallGlobalFunction( FLMLOR, function( arg )
    local A;

    # ring and list of generators
    if Length( arg ) = 2 and IsRing( arg[1] )
                         and IsList( arg[2] ) and 0 < Length( arg[2] ) then
      A:= FLMLORByGenerators( arg[1], arg[2] );

    # ring, list of generators plus zero
    elif Length( arg ) = 3 and IsRing( arg[1] )
                           and IsList( arg[2] ) then
      if arg[3] = "basis" then
        A:= FLMLORByGenerators( arg[1], arg[2] );
        UseBasis( A, arg[2] );
      else
        A:= FLMLORByGenerators( arg[1], arg[2], arg[3] );
      fi;

    # ring, list of generators plus zero
    elif Length( arg ) = 4 and IsRing( arg[1] )
                           and IsList( arg[2] )
                           and arg[4] = "basis" then
      A:= FLMLORByGenerators( arg[1], arg[2], arg[3] );
      UseBasis( A, arg[2] );

    # no argument given, error
    else
      Error( "usage: FLMLOR( <F>, <gens> ), ",
             "FLMLOR( <F>, <gens>, <zero> )" );
    fi;

    # Return the result.
    return A;
end );


#############################################################################
##
#F  Subalgebra( <A>, <gens> ) . . . . . subalgebra of <A> generated by <gens>
#F  Subalgebra( <A>, <gens>, "basis" )
##
InstallGlobalFunction( SubFLMLOR, function( arg )
    local S;
    if    Length( arg ) <= 1
       or not IsFLMLOR( arg[1] )
       or not IsHomogeneousList( arg[2] ) then
      Error( "first argument must be a FLMLOR,\n",
             "second argument must be a list of generators" );

    elif IsEmpty( arg[2] ) then

      return SubFLMLORNC( arg[1], arg[2] );

    elif     IsIdenticalObj( FamilyObj( arg[1] ),
                          FamilyObj( arg[2] ) )
         and ForAll( arg[2], v -> v in arg[1] ) then

      S:= FLMLORByGenerators( LeftActingDomain( arg[1] ), arg[2] );
      SetParent( S, arg[1] );
      if Length( arg ) = 3 and arg[3] = "basis" then
        UseBasis( S, arg[2] );
      fi;
      return S;

    fi;
    Error( "usage: SubFLMLOR( <V>, <gens> [, \"basis\"] )" );
end );


#############################################################################
##
#F  SubalgebraNC( <A>, <gens>, "basis" )
#F  SubalgebraNC( <A>, <gens> )
##
InstallGlobalFunction( SubFLMLORNC, function( arg )
    local S;
    if IsEmpty( arg[2] ) then
      S:= Objectify( NewType( FamilyObj( arg[1] ),
                                  IsFLMLOR
                              and IsTrivial
                              and IsTwoSidedIdealInParent
                              and IsAttributeStoringRep ),
                     rec() );
      SetDimension(S, 0);
      SetLeftActingDomain( S, LeftActingDomain( arg[1] ) );
      SetGeneratorsOfLeftModule( S, AsList( arg[2] ) );
    else
      S:= FLMLORByGenerators( LeftActingDomain( arg[1] ), arg[2] );
    fi;
    if Length( arg ) = 3 and arg[3] = "basis" then
      UseBasis( S, arg[2] );
    fi;
    SetParent( S, arg[1] );
    return S;
end );


#############################################################################
##
#F  AlgebraWithOne( <F>, <gens> )
#F  AlgebraWithOne( <F>, <gens>, <zero> )
#F  AlgebraWithOne( <F>, <gens>, "basis" )
#F  AlgebraWithOne( <F>, <gens>, <zero>, "basis" )
##
InstallGlobalFunction( FLMLORWithOne, function( arg )
    local A;

    # ring and list of generators
    if Length( arg ) = 2 and IsRing( arg[1] )
                         and IsList( arg[2] ) and 0 < Length( arg[2] ) then
      A:= FLMLORWithOneByGenerators( arg[1], arg[2] );

    # ring, list of generators plus zero
    elif Length( arg ) = 3 and IsRing( arg[1] )
                           and IsList( arg[2] ) then
      if arg[3] = "basis" then
        A:= FLMLORWithOneByGenerators( arg[1], arg[2] );
        UseBasis( A, arg[2] );
      else
        A:= FLMLORWithOneByGenerators( arg[1], arg[2], arg[3] );
      fi;

    # ring, list of generators plus zero
    elif Length( arg ) = 4 and IsRing( arg[1] )
                           and IsList( arg[2] )
                           and arg[4] = "basis" then
      A:= FLMLORWithOneByGenerators( arg[1], arg[2], arg[3] );
      UseBasis( A, arg[2] );

    # no argument given, error
    else
      Error( "usage: FLMLORWithOne( <F>, <gens> ), ",
             "FLMLORWithOne( <F>, <gens>, <zero> )" );
    fi;

    # Return the result.
    return A;
end );


#############################################################################
##
#F  SubalgebraWithOne( <A>, <gens> )   subalg.-with-one of <A> gen. by <gens>
##
InstallGlobalFunction( SubFLMLORWithOne, function( arg )
    local S;
    if Length( arg ) <= 1 or not IsFLMLOR( arg[1] )
                          or not IsHomogeneousList( arg[2] ) then

      Error( "first argument must be a FLMLOR,\n",
             "second argument must be a list of generators" );

    elif IsEmpty( arg[2] ) then

      return SubFLMLORWithOneNC( arg[2], arg[2] );

    elif     IsIdenticalObj( FamilyObj( arg[1] ),
                          FamilyObj( arg[2] ) )
         and ForAll( arg[2], v -> v in arg[1] )
         and ( IsFLMLORWithOne( arg[1] ) or One( arg[1] ) <> fail ) then
      S:= FLMLORWithOneByGenerators( LeftActingDomain( arg[1] ), arg[2] );
      SetParent( S, arg[1] );
      if Length( arg ) = 3 and arg[3] = "basis" then
        UseBasis( S, arg[2] );
      fi;
      return S;
    fi;
    Error( "usage: SubFLMLORWithOne( <V>, <gens> [, \"basis\"] )" );
end );


#############################################################################
##
#F  SubalgebraWithOneNC( <A>, <gens> )
##
InstallGlobalFunction( SubFLMLORWithOneNC, function( arg )
    local S, gens;
    if IsEmpty( arg[2] ) then

      # Note that `S' is in general not trivial,
      # and if we call `Objectify' here then `S' does not get a special
      # representation (e.g., as a matrix algebra).
      # So the argument that special methods would catch this case
      # does not hold!
      gens:= [ One( arg[1] ) ];
      S:= FLMLORWithOneByGenerators( LeftActingDomain( arg[1] ), gens );
      UseBasis( S, gens );

    else

      S:= FLMLORWithOneByGenerators( LeftActingDomain( arg[1] ), arg[2] );
      if Length( arg ) = 3 and arg[3] = "basis" then
        UseBasis( S, arg[2] );
      fi;

    fi;

    SetParent( S, arg[1] );
    return S;
end );


#############################################################################
##
#M  LieAlgebraByDomain( <A> )
##
##  The Lie algebra of the associative algebra <A>
##
InstallMethod( LieAlgebraByDomain,
    "for an algebra",
    [ IsAlgebra ],
    function( A )
       local T, n, zero, nullvec, S, i, j, k, m, cfs, cij, cji;

       if not IsAssociative( A ) then TryNextMethod(); fi;

# We construct a structure constants table for the  Lie algebra
# corresponding to <A>. If the structure constants of <A> are given by
# d_{ij}^k, then the structure constants of the Lie algebra will be given
# by d_{ij}^k - d_{ji}^k.


       T:= StructureConstantsTable( Basis( A ) );
       n:= Dimension( A );
       zero:= Zero( LeftActingDomain( A ) );
       nullvec:= List( [1..n], x -> zero );
       S:= EmptySCTable( n, zero, "antisymmetric" );
       for i in [1..n] do
         for j in [i+1..n] do
           cfs:= ShallowCopy( nullvec );
           cij:= T[i][j]; cji:= T[j][i];
           for m in [1..Length(cij[1])] do
             k:= cij[1][m];
             cfs[k]:= cfs[k] + cij[2][m];
           od;
           for m in [1..Length(cji[1])] do
             k:= cji[1][m];
             cfs[k]:= cfs[k] - cji[2][m];
           od;

           cij:= [ ];

           for m in [1..n] do
             if cfs[m] <> zero then
                 Add( cij, cfs[m] );
                 Add( cij, m );
             fi;
           od;
           SetEntrySCTable( S, i, j, cij );
         od;
       od;

       return LieAlgebraByStructureConstants( LeftActingDomain( A ), S );
  end );


#############################################################################
##
#F  LieAlgebra( <A> )
#F  LieAlgebra( <F>, <gens> )
#F  LieAlgebra( <F>, <gens>, <zero> )
#F  LieAlgebra( <F>, <gens>, "basis" )
#F  LieAlgebra( <F>, <gens>, <zero>, "basis" )
##
InstallGlobalFunction( LieAlgebra, function( arg )
#T check that the families have the same characteristic?
#T `CharacteristicFamily' ?
    local A,gens;

    # In the case of one domain argument,
    # construct the isomorphic Lie algebra.
    if Length( arg ) = 1 and IsDomain( arg[1] ) then
      A:= LieAlgebraByDomain( arg[1] );

    # division ring and list of generators
    elif Length( arg ) >= 2 and IsList( arg[2] ) then

       gens:= List( arg[2], x -> LieObject( x ) );

       if Length( arg ) = 2 and IsDivisionRing( arg[1] )
                            and 0 < Length( arg[2] ) then
         A:= AlgebraByGenerators( arg[1], gens );

       # division ring, list of generators plus zero
       elif Length( arg ) = 3 and IsDivisionRing( arg[1] ) then
          if arg[3] = "basis" then
            A:= AlgebraByGenerators( arg[1], gens );
            UseBasis( A, gens );
          else
            A:= AlgebraByGenerators( arg[1], gens, arg[3] );
          fi;

       # division ring, list of generators plus zero
       elif Length( arg ) = 4 and IsDivisionRing( arg[1] )
                              and arg[4] = "basis" then
          A:= AlgebraByGenerators( arg[1], gens, arg[3] );
          UseBasis( A, gens );

       else
         Error( "usage: LieAlgebra( <F>, <gens> ), ",
              "LieAlgebra( <F>, <gens>, <zero> ), LieAlgebra( <D> )");

       fi;
    # no argument given, error
    else
      Error( "usage: LieAlgebra( <F>, <gens> ), ",
             "LieAlgebra( <F>, <gens>, <zero> ), LieAlgebra( <D> )");
    fi;

    # Return the result.
    return A;
end );


#############################################################################
##
#F  EmptySCTable( <dim>, <zero> )
#F  EmptySCTable( <dim>, <zero>, \"symmetric\" )
#F  EmptySCTable( <dim>, <zero>, \"antisymmetric\" )
##
InstallGlobalFunction( EmptySCTable, function( arg )
    local dim, T, entry, i;

    if     2 <= Length( arg )
       and IsInt( arg[1] ) and IsZero( arg[2] )
       and ( Length( arg ) = 2 or IsString( arg[3] ) ) then

      dim:= arg[1];
      T:= [];
      entry:= Immutable( [ [], [] ] );
      for i in [ 1 .. dim ] do
        T[i]:= List( [ 1 .. dim ], x -> entry );
      od;

      # Store the symmetry flag.
      if Length( arg ) = 3 then
        if   arg[3] = "symmetric" then
          Add( T, 1 );
        elif arg[3] = "antisymmetric" then
          Add( T, -1 );
        else
          Error("third argument must be \"symmetric\" or \"antisymmetric\"");
        fi;
      else
        Add( T, 0 );
      fi;

      # Store the zero coefficient.
      Add( T, arg[2] );

    else
      Error( "usage: EmptySCTable( <dim>, <zero> [,\"symmetric\"] )" );
    fi;

    return T;
end );


#############################################################################
##
#F  SetEntrySCTable( <T>, <i>, <j>, <list> )
##
InstallGlobalFunction( SetEntrySCTable, function( T, i, j, list )
    local range, zero, Fam, entry, k, val, pos;

    # Check that `i' and `j' are admissible.
    range:= [ 1 .. Length( T ) - 2 ];
    if   not i in range then
      Error( "<i> must lie in ", range );
    elif not j in range then
      Error( "<j> must lie in ", range );
    fi;

    # Check `list', and construct the table entry.
    zero:= Last(T);
    Fam:= FamilyObj( zero );
    entry:= [ [], [] ];
    for k in [ 1, 3 .. Length( list ) -1 ] do

      val:= list[k];
      pos:= list[k+1];

      # Check that `pos' is inside the table,
      # and that its entry is assigned only once.
      if not pos in range then
        Error( "list entry ", list[k+1], " must lie in ", range );
      elif pos in entry[1] then
        Error( "position ", pos, " must occur at most once in <list>" );
      fi;

      # Check that the coefficients either fit to the zero element
      # or are rationals (with suitable denominators).
      if FamilyObj( val ) = Fam then
        if val <> zero then
          Add( entry[1], pos );
          Add( entry[2], val );
        fi;
      elif IsRat( val ) then
        if val <> 0 then
          Add( entry[1], pos );
          Add( entry[2], val * One( zero ) );
        fi;
      else
        Error( "list entry ", list[k], " does not fit to zero element" );
      fi;

    od;

    # Set the table entry.
    SortParallel( entry[1], entry[2] );
    T[i][j]:= Immutable( entry );

    # Add the value `T[j][i]' in the case of (anti-)symmetric tables.
    if   T[ Length(T) - 1 ] =  1 then
      T[j][i]:= T[i][j];
    elif T[ Length(T) - 1 ] = -1 then
      T[j][i]:= Immutable( [ entry[1], -entry[2] ] );
    fi;
end );


#############################################################################
##
#F  ReducedSCTable( <T>, <one> )
##
InstallGlobalFunction( ReducedSCTable, function( T, one )
    local new, n, i, j, entry;

    new:= [];
    n:= Length( T ) - 2;

    # Reduce the entries.
    for i in [ 1 .. n ] do
      new[i]:= [];
      for j in [ 1 .. n ] do
        entry:= T[i][j];
        entry:= [ Immutable( entry[1] ), entry[2] * one ];
        MakeImmutable( entry );
        new[i][j]:= entry;
      od;
    od;

    # Store zero coefficient and symmetry flag.
    new[ n+1 ]:= T[ n+1 ];
    new[ n+2 ]:= T[ n+2 ] * one;

    # Return the immutable new table.
    MakeImmutable( new );
    return new;
end );


#############################################################################
##
#F  GapInputSCTable( <T>, <varnam> )
##
InstallGlobalFunction( GapInputSCTable, function( T, varnam )
    local dim, str, lower, i, j, entry, k;

    # Initialize, and set the ranges for the loops.
    dim:= Length( T ) - 2;
    str:= Concatenation( varnam, ":= EmptySCTable( ",
                         String( dim ), ", ", String( Last(T) ) );
    lower:= [ 1 .. dim ];
    if   T[ dim+1 ] =  1 then
      Append( str, ", \"symmetric\"" );
    elif T[ dim+1 ] = -1 then
      Append( str, ", \"antisymmetric\"" );
    else
      lower:= ListWithIdenticalEntries( dim, 1 );
    fi;
    Append( str, " );\n" );

    # Fill up the table.
    for i in [ 1 .. dim ] do
      for j in [ lower[i] .. dim ] do
        entry:= T[i][j];
        if not IsEmpty( entry[1] ) then
          Append( str, "SetEntrySCTable( " );
          Append( str, varnam );
          Append( str, ", " );
          Append( str, String(i) );
          Append( str, ", " );
          Append( str, String(j) );
          Append( str, ", [" );
          for k in [ 1 .. Length( entry[1] )-1 ] do
            Append( str, String( entry[2][k] ) );
            Add( str, ',' );
            Append( str, String( entry[1][k] ) );
            Add( str, ',' );
          od;
          k:= Length( entry[1] );
          Append( str, String( entry[2][k] ) );
          Add( str, ',' );
          Append( str, String( entry[1][k] ) );
          Append( str, "] );\n" );
        fi;
      od;
    od;

    ConvertToStringRep( str );
    return str;
end );


#############################################################################
##
#F  IdentityFromSCTable( <T> )
##
InstallGlobalFunction( IdentityFromSCTable, function( T )
    local n,       # dimension of the underlying algebra
          equ,     # equation system to solve
          zero,    # zero of the field
          zerovec, # zero vector
          vec,     # right hand side of the equation system
          one,     # identity of the field
          i, j, k, # loop over rows of `equ'
          row,     # one row of the equation system
          Tpos,    #
          Tval,    #
          p,       #
          sol,
          sum;

    n:= Length( T ) - 2;
    zero:= T[ n+2 ];

    # If the table belongs to a trivial algebra,
    # the identity is equal to the zero.
    if n = 0 then
      return EmptyRowVector( FamilyObj( zero ) );
    fi;

    # Set up the equation system,
    # in row $i$ and column $(k-1)*n + j$ we have $c_{ijk}$.
    equ:= [];
    zerovec:= ListWithIdenticalEntries( n^2, zero );
    vec:= ShallowCopy( zerovec );
    one:= One( zero );

    for i in [ 1 .. n ] do
      row:= ShallowCopy( zerovec );
      for j in [ 1 .. n ] do
        Tpos:= T[i][j][1];
        Tval:= T[i][j][2];
        p:= (j-1)*n;
        for k in [ 1 .. Length( Tpos ) ] do
          row[ p + Tpos[k] ]:= Tval[k];
        od;
      od;
      Add( equ, row );
      vec[ (i-1)*n + i ]:= one;
    od;

    sol:= SolutionMat( equ, vec );

    # If we have a candidate and if the algebra is not known
    # to be commutative then check whether the candidate
    # acts trivially also from the right.
    if sol <> fail and T[ n+1 ] <> 1 then

      for j in [ 1 .. n ] do
        for k in [ 1 .. n ] do
          sum:= zero;
          for i in [ 1 .. n ] do
            Tpos:= T[j][i];
            p:= Position( Tpos[1], k );
#T cheaper !!!
            if p <> fail then
              sum:= sum + sol[i] * Tpos[2][p];
            fi;
          od;
          if ( j = k and sum <> one ) or ( j <> k and sum <> zero ) then
            return fail;
          fi;
        od;
      od;

    fi;

    # Return the result.
    return sol;
end );


#############################################################################
##
#F  QuotientFromSCTable( <T>, <num>, <den> )
##
##  We solve the equation system $<num> = x <den>$.
##  If no solution exists, `fail' is returned.
##
##  In terms of the basis $B$ with vectors $b_1, \ldots, b_n$ this means
##  for $<num> = \sum_{i=1}^n a_i b_i$,
##      $<den> = \sum_{i=1}^n c_i b_i$,
##      $x     = \sum_{i=1}^n x_i b_i$ that
##  $a_k = \sum_{i,j} c_i x_j c_{ijk}$ for all $k$.
##  Here $c_{ijk}$ denotes the structure constants w.r.t. $B$.
##  This means $a = x M$ with $M_{ik} = \sum_{j=1}^n c_{ijk} c_j$.
##
InstallGlobalFunction( QuotientFromSCTable, function( T, x, c )
    local M,        # matrix of the equation system
          n,        # dimension of the algebra
          zero,     # zero vector
          i, j,     # loop variables
          row,      # one row of `M'
          entry,    #
          val;      #

    M:= [];
    n:= Length( c );

    # If the algebra is zero dimensional,
    # the zero is also the identity and thus also its inverse.
    if n = 0 then
      return c;
    fi;

    zero:= ListWithIdenticalEntries( n, Last(T) );
    for i in [ 1 .. n ] do
      row:= ShallowCopy( zero );
      for j in [ 1 .. n ] do
        entry:= T[i][j];
        val:= c[j];
        row{ entry[1] }:= row{ entry[1] } + val * entry[2];
#T better!
      od;
      Add( M, row );
    od;

    # Return the quotient, or `fail'.
    return SolutionMat( M, x );
end );


#############################################################################
##
#F  TestJacobi( <T> )
##
##  We check whether for all $1 \leq m \leq n$ the equality
##  $\sum_{l=1}^n c_{jkl} c_{ilm} + c_{kil} c_{jlm} + c_{ijl} c_{klm} = 0$
##  holds.
##
InstallGlobalFunction( TestJacobi, function( T )
    local zero,           # the zero of the field
          n,              # dimension of the algebra
          i, j, k, m,     # loop variables
          cij, cki, cjk,  # structure constant vectors
          sum,
          t;

    zero:= Last(T);
    n:= Length( T ) - 2;

    for i in [ 1 .. n ] do
      for j in [ i+1 .. n ] do
        cij:= T[i][j];
        for k in [ j+1 .. n ] do
          cki:= T[k][i];
          cjk:= T[j][k];
          for m in [ 1 .. n ] do
            sum:= zero;
            for t in [ 1 .. Length( cjk[1] ) ] do
              sum:= sum + cjk[2][t] * SCTableEntry( T, i, cjk[1][t], m );
            od;
            for t in [ 1 .. Length( cki[1] ) ] do
              sum:= sum + cki[2][t] * SCTableEntry( T, j, cki[1][t], m );
            od;
            for t in [ 1 .. Length( cij[1] ) ] do
              sum:= sum + cij[2][t] * SCTableEntry( T, k, cij[1][t], m );
            od;
            if sum <> zero then
              return [ i, j, k ];
            fi;
          od;
        od;
      od;
    od;

    return true;
end );


#############################################################################
##
#M  MultiplicativeNeutralElement( <A> )
##
##  is the multiplicative neutral element of <A> if this exists,
##  otherwise is `fail'.
##
##  Let $(b_1, b_2, \ldots, b_n)$ be a basis of $A$, and $e$ the result of
##  `MultiplicativeNeutralElement( <A> )'.
##  Then $e = \sum_{i=1}^n a_i b_i$, and for $1 \leq k \leq n$ we have
##  $e \cdot b_j = b_j$, or equivalently
##  $\sum_{i=1}^n a_i b_i \cdot b_j = b_j$.
##  Define the structure constants by
##  $b_i \cdot b_j = \sum_{k=1}^n c_{ijk} b_k$.
##
##  Then $\sum_{i=1}^n a_i c_{ijk} = \delta_{jk}$ for $1 \leq k \leq n$.
##
##  This yields $n^2$ linear equations for the $n$ indeterminates $a_i$,
##  and a solution is a left identity.
##  For this we have to test whether it is also a right identity.
##
InstallMethod( MultiplicativeNeutralElement,
    [ IsFLMLOR and IsFiniteDimensional ],
    function( A )
    local B,       # basis of `A'
          one;     # result

    B:= Basis( A );
    one:= IdentityFromSCTable( StructureConstantsTable( B ) );
    if one <> fail then
      one:= LinearCombination( B, one );
    fi;
    return one;
    end );


#############################################################################
##
#M  IsAssociative( <A> )
##
##  We check whether the vectors of a basis satisfy the associativity law.
##  (Bilinearity of the multiplication is of course assumed.)
##
##  If $b_i \cdot b_j = \sum_{l=1}^n c_{ijl} b_l$ then we have
##  $b_i \cdot ( b_j \cdot b_k ) = ( b_i \cdot b_j ) \cdot b_k$
##  if and only if
##  $\sum_{l=1}^n c_{jkl} c_{ilm} = \sum_{l=1}^n c_{ijl} c_{lkm}$ for all
##  $1 \leq m \leq n$.
##
##  We check this equality for all $1 \leq i, j, k \leq n$.
##
InstallMethod( IsAssociative,
    "generic method for a (finite dimensional) FLMLOR",
    [ IsFLMLOR ],
    function( A )
    local T,            # structure constants table w.r.t. a basis of `A'
          zero,
          range,
          i, j, k, l, m,
          Ti,
          Tj,
          cijpos,
          cijval,
          cjkpos,
          cjkval,
          sum,
          x,
          pos;

    if not IsFiniteDimensional( A ) then
      TryNextMethod();
    fi;

    T:= StructureConstantsTable( Basis( A ) );
    zero:= Zero( LeftActingDomain( A ) );
    range:= [ 1 .. Length( T[1] ) ];
    for i in range do
      Ti:= T[i];
      for j in range do
        cijpos:= Ti[j][1];
        cijval:= Ti[j][2];
        Tj:= T[j];
        for k in range do
          cjkpos:= Tj[k][1];
          cjkval:= Tj[k][2];
          for m in range do
            sum:= zero;
            for l in [ 1 .. Length( cjkpos ) ] do
              x:= Ti[ cjkpos[l] ];
              pos:= Position( x[1], m );
              if pos <> fail then
                sum:= sum + cjkval[l] * x[2][ pos ];
              fi;
            od;
            for l in [ 1 .. Length( cijpos ) ] do

              x:= T[ cijpos[l] ][k];
              pos:= Position( x[1], m );
              if pos <> fail then
                sum:= sum - cijval[l] * x[2][ pos ];
              fi;
            od;
            if sum <> zero then
              # $i, j, k$ fail
              Info( InfoAlgebra, 2,
                    "IsAssociative fails for i = ", i, ", j = ", j,
                    ", k = ", k );
              return false;
            fi;
          od;
        od;
      od;
    od;
    return true;
    end );


#############################################################################
##
#M  IsAnticommutative( <A> )  . . . . . . . . . . . . .for a fin.-dim. FLMLOR
##
##  is `true' if the multiplication in <A> is anticommutative,
##  and `false' otherwise.
##
InstallMethod( IsAnticommutative,
    "generic method for a (finite dimensional) FLMLOR",
    [ IsFLMLOR ],
    function( A )
    local n,      # dimension of `A'
          T,      # table of structure constants for `A'
          i, j;   # loop over rows and columns ot `T'

    if not IsFiniteDimensional( A ) then
      TryNextMethod();
    fi;

    n:= Dimension( A );
    T:= StructureConstantsTable( Basis( A ) );
    for i in [ 2 .. n ] do
      for j in [ 1 .. i-1 ] do
        if    T[i][j][1] <> T[j][i][1]
           or ( not IsEmpty( T[i][j][1] )
                and PositionNonZero( T[i][j][2] + T[j][i][2] )
                        <= Length( T[i][j][2] ) ) then
          return false;
        fi;
      od;
    od;

    if Characteristic( A ) <> 2 then

      # The values on the diagonal must be zero.
      for i in [ 1 .. n ] do
        if not IsEmpty( T[i][i][1] ) then
          return false;
        fi;
      od;

    fi;

    return true;
    end );


#############################################################################
##
#M  IsCommutative( <A> )  . . . . . . . . . . . for finite dimensional FLMLOR
##
##  Check whether every basis vector commutes with every basis vector.
##
InstallMethod( IsCommutative,
    "generic method for a finite dimensional FLMLOR",
    [ IsFLMLOR ],
    IsCommutativeFromGenerators( GeneratorsOfVectorSpace ) );
#T use structure constants!


#############################################################################
##
#M  IsCommutative( <A> )  . . . . . . . . . . . . . for an associative FLMLOR
##
##  If <A> is associative then we can restrict the check to a smaller
##  equation system than that for arbitrary algebras, since we have to check
##  $x a = a x$ only for algebra generators $a$ and $x$, not for all vectors
##  of a basis.
##
InstallMethod( IsCommutative,
    "for an associative FLMLOR",
    [ IsFLMLOR and IsAssociative ],
    IsCommutativeFromGenerators( GeneratorsOfAlgebra ) );

InstallMethod( IsCommutative,
    "for an associative FLMLOR-with-one",
    [ IsFLMLORWithOne and IsAssociative ],
    IsCommutativeFromGenerators( GeneratorsOfAlgebraWithOne ) );


#############################################################################
##
#M  IsZeroSquaredRing( <A> )  . . . . . . . . for a finite dimensional FLMLOR
##
InstallMethod( IsZeroSquaredRing,
    "for a finite dimensional FLMLOR",
    [ IsFLMLOR ],
    function( A )

    if not IsAnticommutative( A ) then

      # Every zero squared ring is anticommutative.
      return false;

    elif ForAny( BasisVectors( Basis( A ) ),
                 x -> not IsZero( x*x ) ) then

      # If not all basis vectors are zero squared then we return `false'.
      return false;

    elif IsCommutative( LeftActingDomain( A ) ) then

      # If otherwise the left acting domain is commutative then we return
      # `true' because we know that <A> is anticommutative and the basis
      # vectors are zero squared.
      return true;

    else

      # Otherwise we give up.
      TryNextMethod();

    fi;
    end );


#############################################################################
##
#M  IsJacobianRing( <A> )
##
InstallMethod( IsJacobianRing,
    "for a (finite dimensional) FLMLOR",
    [ IsFLMLOR ],
    function( A )
    local n,   # dimension of `A'
          T,   # table of structure constants for `A'
          i;   # loop over the diagonal of `T'

    if not IsFiniteDimensional( A ) then
      TryNextMethod();
    fi;

    # In characteristic 2 we have to make sure that $a \* a = 0$.
#T really?
    T:= StructureConstantsTable( Basis( A ) );
    if Characteristic( A ) = 2 then
      n:= Dimension( A );
      for i in [ 1 .. n ] do
        if not IsEmpty( T[i][i][1] ) then
          return false;
        fi;
      od;
    fi;

    # Check the Jacobi identity $[a,[b,c]] + [b,[c,a]] + [c,[a,b]] = 0$.
    return TestJacobi( T ) = true;
    end );


#############################################################################
##
#M  Intersection2( <A1>, <A2> ) . . . . . . . . . intersection of two FLMLORs
##
InstallMethod( Intersection2,
    "generic method for two FLMLORs",
    IsIdenticalObj,
    [ IsFLMLOR, IsFLMLOR ],
    Intersection2Spaces( AsFLMLOR, SubFLMLORNC, FLMLOR ) );


#############################################################################
##
#M  Intersection2( <A1>, <A2> ) . . . .  intersection of two FLMLORs-with-one
##
InstallMethod( Intersection2,
    "generic method for two FLMLORs-with-one",
    IsIdenticalObj,
    [ IsFLMLORWithOne, IsFLMLORWithOne ],
    Intersection2Spaces( AsFLMLORWithOne, SubFLMLORWithOneNC,
                         FLMLORWithOne ) );


#############################################################################
##
#M  \/( <A>, <I> )  . . . . . . . . . . . .  factor of an algebra by an ideal
#M  \/( <A>, <relators> ) . . . . . . . . .  factor of an algebra by an ideal
##
##  is the factor algebra of the finite dimensional algebra <A> modulo
##  the ideal <I> or the ideal spanned by the collection <relators>.
##
InstallOtherMethod( \/,
    "for FLMLOR and collection",
    IsIdenticalObj,
    [ IsFLMLOR, IsCollection ],
    function( A, relators )
    if IsFLMLOR( relators ) then
      TryNextMethod();
    else
      return A / TwoSidedIdealByGenerators( A, relators );
    fi;
    end );

InstallOtherMethod( \/,
    "for FLMLOR and empty list",
    [ IsFLMLOR, IsList and IsEmpty ],
    function( A, empty )
    # `NaturalHomomorphismByIdeal( A, TrivialSubFLMLOR( A ) )' is the
    # identity mapping on `A', and `ImagesSource' of it yields `A'.
    return A;
    end );

InstallOtherMethod( \/,
    "generic method for two FLMLORs",
    IsIdenticalObj,
    [ IsFLMLOR, IsFLMLOR ],
    function( A, I )
    return ImagesSource( NaturalHomomorphismByIdeal( A, I ) );
    end );


#############################################################################
##
#M  TrivialSubadditiveMagmaWithZero( <A> )  . . . . . . . . . .  for a FLMLOR
##
InstallMethod( TrivialSubadditiveMagmaWithZero,
    "for a FLMLOR",
    [ IsFLMLOR ],
    A -> SubFLMLORNC( A, [] ) );


#############################################################################
##
#M  AsFLMLOR( <R>, <D> )  . . view a collection as a FLMLOR over the ring <R>
##
InstallMethod( AsFLMLOR,
    "for a ring and a collection",
    [ IsRing, IsCollection ],
    function( F, D )
    local A, L;

    D:= AsSSortedList( D );
    L:= ShallowCopy( D );
    A:= TrivialSubFLMLOR( AsFLMLOR( F, D ) );
    SubtractSet( L, AsSSortedList( A ) );
    while 0 < Length(L)  do
      A:= ClosureLeftOperatorRing( A, L[1] );
#T call explicit function that maintains an elements list?
      SubtractSet( L, AsSSortedList( A ) );
    od;
    if Length( AsList( A ) ) <> Length( D )  then
      return fail;
    fi;
    A:= FLMLOR( F, GeneratorsOfLeftOperatorRing( A ), Zero( D[1] ) );
    SetAsSSortedList( A, D );
    SetSize( A, Length( D ) );
    SetIsFinite( A, true );
#T ?

    # Return the FLMLOR.
    return A;
    end );


#############################################################################
##
#M  AsFLMLOR( <F>, <V> )  . . view a left module as FLMLOR over the field <F>
##
##  is an algebra over <F> that is equal (as set) to <V>.
##  For that, perhaps the field of <A> has to be changed before
##  getting the correct list of generators.
##
InstallMethod( AsFLMLOR,
    "for a division ring and a free left module",
    [ IsDivisionRing, IsFreeLeftModule ],
    function( F, V )
    local L, A;

    if   LeftActingDomain( V ) = F then

      A:= FLMLOR( F, GeneratorsOfLeftModule( V ) );
      if A <> V then
        return fail;
      fi;
      if HasBasis( V ) then
        SetBasis( A, Basis( V ) );
      fi;

    elif IsTrivial( V ) then

      # We need the zero.
      A:= FLMLOR( F, [], Zero( V ) );

    elif IsSubset( LeftActingDomain( V ), F ) then

      # Make sure that the field change does not change the elements.
      L:= BasisVectors( Basis( AsField( F, LeftActingDomain(V) ) ) );
      L:= Concatenation( List( L, x -> List( GeneratorsOfLeftModule( V ),
                                             y -> x * y ) ) );
      A:= FLMLOR( F, L );
      if A <> V then
        return fail;
      fi;

    elif IsSubset( F, LeftActingDomain( V ) ) then

      # Make sure that the field change does not change the elements.
      L:= BasisVectors( Basis( AsField( LeftActingDomain(V), F ) ) );
      if ForAny( L, x -> ForAny( GeneratorsOfLeftModule( V ),
                                 y -> not x * y in V ) ) then
        return fail;
      fi;
      A:= FLMLOR( F, GeneratorsOfLeftModule( V ) );
      if A <> V then
        return fail;
      fi;

    else

      V:= AsFLMLOR( Intersection( F, LeftActingDomain( V ) ), V );
      return AsFLMLOR( F, V );

    fi;

    UseIsomorphismRelation( V, A );
    UseSubsetRelation( V, A );

    return A;
    end );


#############################################################################
##
#M  AsFLMLOR( <F>, <A> )  . . . view an algebra as algebra over the field <F>
##
##  is an algebra over <F> that is equal (as set) to <D>.
##  For that, perhaps the field of <A> has to be changed before
##  getting the correct list of generators.
##
InstallMethod( AsFLMLOR,
    "for a division ring and an algebra",
    [ IsDivisionRing, IsFLMLOR ],
    function( F, D )
    local L, A;

    if   LeftActingDomain( D ) = F then

      return D;

    elif IsTrivial( D ) then

      # We need the zero.
      A:= FLMLOR( F, [], Zero( D ) );

    elif IsSubset( LeftActingDomain( D ), F ) then

      # Make sure that the field change does not change the elements.
      L:= BasisVectors( Basis( AsField( F, LeftActingDomain(D) ) ) );
      L:= Concatenation( List( L, x -> List( GeneratorsOfAlgebra( D ),
                                             y -> x * y ) ) );
      A:= FLMLOR( F, L );

    elif IsSubset( F, LeftActingDomain( D ) ) then

      # Make sure that the field change does not change the elements.
      L:= BasisVectors( Basis( AsField( LeftActingDomain(D), F ) ) );
      if ForAny( L, x -> ForAny( GeneratorsOfAlgebra( D ),
                                 y -> not x * y in D ) ) then
        return fail;
      fi;
      A:= FLMLOR( F, GeneratorsOfAlgebra( D ) );

    else

      D:= AsFLMLOR( Intersection( F, LeftActingDomain( D ) ), D );
      return AsFLMLOR( F, D );

    fi;

    UseIsomorphismRelation( D, A );
    UseSubsetRelation( D, A );
    return A;
    end );


#############################################################################
##
#M  AsFLMLORWithOne( <R>, <D> ) . . . . . . view a coll. as a FLMLOR-with-one
##
InstallMethod( AsFLMLORWithOne,
    "for a ring and a collection",
    [ IsRing, IsCollection ],
    function( F, D )
    return AsFLMLORWithOne( AsFLMLOR( F, D ) );
    end );


#############################################################################
##
#M  AsFLMLORWithOne( <F>, <V> ) . . view a left module as an algebra-with-one
##
InstallMethod( AsFLMLORWithOne,
    "for a division ring and a free left module",
    [ IsDivisionRing, IsFreeLeftModule ],
    function( F, V )
    local L, A;

    # Check that `V' contains the identity.
    if One( V ) = fail then

      return fail;

    elif LeftActingDomain( V ) = F then

      A:= FLMLORWithOne( F, GeneratorsOfLeftModule( V ) );
      if A <> V then
        return fail;
      fi;

      # Left module generators and basis are maintained.
      if HasGeneratorsOfLeftModule( V ) then
        SetGeneratorsOfLeftModule( A, GeneratorsOfLeftModule( V ) );
      fi;
      if HasBasis( V ) then
        SetBasis( A, Basis( V ) );
      fi;

    elif IsSubset( LeftActingDomain( V ), F ) then

      # Make sure that the field change does not change the elements.
      L:= BasisVectors( Basis( AsField( F, LeftActingDomain(V) ) ) );
      L:= Concatenation( List( L, x -> List( GeneratorsOfLeftModule( V ),
                                             y -> x * y ) ) );
      A:= FLMLORWithOne( F, L );
      if A <> V then
        return fail;
      fi;

    elif IsSubset( F, LeftActingDomain( V ) ) then

      # Make sure that the field change does not change the elements.
      L:= BasisVectors( Basis( AsField( LeftActingDomain(V), F ) ) );
      if ForAny( L, x -> ForAny( GeneratorsOfLeftModule( V ),
                                 y -> not x * y in V ) ) then
        return fail;
      fi;
      A:= FLMLORWithOne( F, GeneratorsOfLeftModule( V ) );
      if A <> V then
        return fail;
      fi;

    else

      # Note that we need not use the isomorphism and subset relations
      # (see below) because this is the task of the calls to
      # `AsAlgebraWithOne'.
      A:= AsAlgebraWithOne( Intersection( F, LeftActingDomain( V ) ), V );
      return AsAlgebraWithOne( F, A );

    fi;

    UseIsomorphismRelation( V, A );
    UseSubsetRelation( V, A );
    return A;
    end );


#############################################################################
##
#M  AsFLMLORWithOne( <F>, <D> ) . . .  view an algebra as an algebra-with-one
##
InstallMethod( AsFLMLORWithOne,
    "for a division ring and an algebra",
    [ IsDivisionRing, IsFLMLOR ],
    function( F, D )
    local L, A;

    # Check that `D' contains the identity.
    if One( D ) = fail then

      return fail;

    elif LeftActingDomain( D ) = F then

      A:= FLMLORWithOne( F, GeneratorsOfLeftOperatorRing( D ) );

      # Left module generators and basis are maintained.
      if HasGeneratorsOfLeftModule( D ) then
        SetGeneratorsOfLeftModule( A, GeneratorsOfLeftModule( D ) );
      fi;
      if HasBasis( D ) then
        SetBasis( A, Basis( D ) );
      fi;

    elif IsSubset( LeftActingDomain( D ), F ) then

      # Make sure that the field change does not change the elements.
      L:= BasisVectors( Basis( AsField( F, LeftActingDomain(D) ) ) );
      L:= Concatenation( List( L, x -> List( GeneratorsOfAlgebra( D ),
                                             y -> x * y ) ) );
      A:= FLMLORWithOne( F, L );

    elif IsSubset( F, LeftActingDomain( D ) ) then

      # Make sure that the field change does not change the elements.
      L:= BasisVectors( Basis( AsField( LeftActingDomain(D), F ) ) );
      if ForAny( L, x -> ForAny( GeneratorsOfAlgebra( D ),
                                 y -> not x * y in D ) ) then
        return fail;
      fi;
      A:= FLMLORWithOne( F, GeneratorsOfLeftOperatorRing( D ) );

    else

      # Note that we need not use the isomorphism and subset relations
      # (see below) because this is the task of the calls to
      # `AsAlgebraWithOne'.
      D:= AsAlgebraWithOne( Intersection( F, LeftActingDomain( D ) ), D );
      return AsAlgebraWithOne( F, D );

    fi;

    UseIsomorphismRelation( D, A );
    UseSubsetRelation( D, A );
    return A;
    end );


#############################################################################
##
#M  AsFLMLORWithOne( <F>, <D> ) . . view an alg.-with-one as an alg.-with-one
##
InstallMethod( AsFLMLORWithOne,
    "for a division ring and an algebra-with-one",
    [ IsDivisionRing, IsFLMLORWithOne ],
    function( F, D )
    local L, A;

    if   LeftActingDomain( D ) = F then

      return D;

    elif IsSubset( LeftActingDomain( D ), F ) then

      # Make sure that the field change does not change the elements.
      L:= BasisVectors( Basis( AsField( F, LeftActingDomain(D) ) ) );
      L:= Concatenation( List( L, x -> List( GeneratorsOfAlgebra( D ),
                                             y -> x * y ) ) );
      A:= AlgebraWithOne( F, L );

    elif IsSubset( F, LeftActingDomain( D ) ) then

      # Make sure that the field change does not change the elements.
      L:= BasisVectors( Basis( AsField( LeftActingDomain(D), F ) ) );
      if ForAny( L, x -> ForAny( GeneratorsOfAlgebra( D ),
                                 y -> not x * y in D ) ) then
        return fail;
      fi;
      A:= AlgebraWithOne( F, GeneratorsOfAlgebra( D ) );

    else

      # Note that we need not use the isomorphism and subset relations
      # (see below) because this is the task of the calls to
      # `AsAlgebraWithOne'.
      D:= AsAlgebraWithOne( Intersection( F, LeftActingDomain( D ) ), D );
      return AsAlgebraWithOne( F, D );

    fi;

    UseIsomorphismRelation( D, A );
    UseSubsetRelation( D, A );
    return A;
    end );


#############################################################################
##
#M  ClosureLeftOperatorRing( <A>, <a> ) . . . . . . . closure with an element
##
InstallMethod( ClosureLeftOperatorRing,
    "for a FLMLOR and a ring element",
#T why not a general function for any left operator ring?
#T (need `LeftOperatorRingByGenerators' ?)
    IsCollsElms,
    [ IsFLMLOR, IsRingElement ],
    function( A, a )

    # if possible test if the element lies in the ring already,
    if     HasGeneratorsOfLeftOperatorRing( A )
       and a in GeneratorsOfLeftOperatorRing( A ) then
      return A;

    # otherwise make a new left operator ring
    else
      return FLMLOR( LeftActingDomain( A ),
                 Concatenation( GeneratorsOfLeftOperatorRing( A ), [ a ] ) );
    fi;
    end );

InstallMethod( ClosureLeftOperatorRing,
    "for an FLMLOR with basis, and a ring element",
    IsCollsElms,
    [ IsFLMLOR and HasBasis, IsRingElement ],
    function( A, a )

    # test if the element lies in the FLMLOR already,
    if a in A then
      return A;

    # otherwise make a new FLMLOR
    else
      return FLMLOR( LeftActingDomain( A ),
#T FLMLORByGenerators?
                 Concatenation( BasisVectors( Basis( A ) ), [ a ] ),
                 "basis" );
    fi;
    end );

InstallMethod( ClosureLeftOperatorRing,
    "for a FLMLOR-with-one and a ring element",
    IsCollsElms,
    [ IsFLMLORWithOne, IsRingElement ],
    function( A, a )

    # if possible test if the element lies in the ring already,
    if a in GeneratorsOfLeftOperatorRingWithOne( A ) then
      return A;

    # otherwise make a new left operator ring-with-one
    else
      return FLMLORWithOne( LeftActingDomain( A ),
                 Concatenation( GeneratorsOfLeftOperatorRingWithOne( A ),
                                [ a ] ) );
    fi;
    end );

InstallMethod( ClosureLeftOperatorRing,
    "for a FLMLOR-with-one with basis, and a ring element",
    IsCollsElms,
    [ IsFLMLORWithOne and HasBasis, IsRingElement ],
    function( A, a )

    # test if the element lies in the FLMLOR already,
    if a in A then
        return A;

    # otherwise make a new FLMLOR-with-one
    else
      return FLMLORWithOne( LeftActingDomain( A ),
                 Concatenation( BasisVectors( Basis( A ) ), [ a ] ),
                 "basis" );
    fi;
    end );

InstallMethod( ClosureLeftOperatorRing,
    "for a FLMLOR containing the whole family, and a ring element",
    IsCollsElms,
    [ IsFLMLOR and IsWholeFamily, IsRingElement ],
    SUM_FLAGS, # this is better than everything else
    ReturnFirst);

#############################################################################
##
#M  ClosureLeftOperatorRing( <A>, <U> ) .  closure of two left operator rings
##
InstallMethod( ClosureLeftOperatorRing,
    "for two left operator rings",
    IsIdenticalObj,
    [ IsLeftOperatorRing, IsLeftOperatorRing ],
    function( A, S )
    local   g;          # one generator

    for g in GeneratorsOfLeftOperatorRing( S ) do
      A := ClosureLeftOperatorRing( A, g );
    od;
    return A;
    end );

InstallMethod( ClosureLeftOperatorRing,
    "for two left operator rings-with-one",
    IsIdenticalObj,
    [ IsLeftOperatorRingWithOne, IsLeftOperatorRingWithOne ],
    function( A, S )
    local   g;          # one generator

    for g in GeneratorsOfLeftOperatorRingWithOne( S ) do
      A := ClosureLeftOperatorRing( A, g );
    od;
    return A;
    end );

InstallMethod( ClosureLeftOperatorRing,
    "for a left op. ring cont. the whole family, and a collection",
    IsIdenticalObj,
    [ IsLeftOperatorRing and IsWholeFamily, IsCollection ],
    SUM_FLAGS, # this is better than everything else
    ReturnFirst);

#############################################################################
##
#M  ClosureLeftOperatorRing( <A>, <list> )  . . . .  closure of left op. ring
##
InstallMethod( ClosureLeftOperatorRing,
    "for left operator ring and list of elements",
    IsIdenticalObj,
    [ IsLeftOperatorRing, IsCollection ],
    function( A, list )
    local   g;          # one generator
    for g in list do
      A:= ClosureLeftOperatorRing( A, g );
    od;
    return A;
    end );


#############################################################################
##
#F  MutableBasisOfClosureUnderAction( <F>, <Agens>, <from>, <init>, <opr>,
#F                                    <zero>, <maxdim> )
##
##  This function is used to compute bases of finite dimensional ideals $I$
##  in *associative* algebras that are given by ideal generators $J$ and
##  (generators of) the acting algebra $A$.
##  An important special case is that of the algebra $A$ itself, given by
##  algebra generators.
##
##  The algorithm assumes that it is possible to deal with mutable bases of
##  vector spaces generated by elements of $A$.
##  It proceeds as follows.
##
##  Let $A$ be a finite dimensional algebra over the ring $F$,
##  and $I$ a two-sided ideal in $A$ that is generated (as a two-sided ideal)
##  by the set $J$.
##  (For the cases of one-sided ideals, see below.)
##
##  Let $S$ be a set of algebra generators of $A$.
##  The identity of $A$, if exists, need not be contained in $S$.
##
##  Each element $x$ in $I$ can be written as a linear combination of
##  products $j a_1 a_2 \cdots a_n$, with $j \in J$ and $a_i \in S$ for
##  $1 \leq i \leq n$.
##  Let $l(x)$ denote the minimum of the largest $n$ for involved words
##  $a_1 a_2 \cdots a_n$, taken over all possible expressions for $x$.
##
##  Define $I_i = \{ x \in I \mid l(x) \leq i \}$.
##  Then $I_i$ is an $F$-space, $A_0 = \langle J \rangle_F$,
##  and $I_0 \< I_1 \< I_2 \< \cdots I_k \< I_{k+1} \< \ldots$
##  is an ascending chain that eventually reaches $I$.
##  For $i > 0$ we have
##  $I_{i+1} = \langle I_i\cup\bigcup_{s\in S} ( I_i s\cup s I_i )\rangle_F$.
##
##  (*Note* that the computation of the $I_i$ gives us the smallest value $k$
##  such that every element is a linear combination of words in terms of the
##  algebra generators, of maximal length $k$.)
##
InstallGlobalFunction( MutableBasisOfClosureUnderAction,
    function( F, Agens, from, init, opr, zero, maxdim )
    local MB,        # mutable basis, result
          gen,       # loop over generators
          v,         #
          dim,       # dimension of the actual left module
          right,     # `true' if we have to multiply from the right
          left;      # `true' if we have to multiply from the left

    # Get the side(s) from where to multiply.
    left  := true;
    right := true;
    if   from = "left" then
      right:= false;
    elif from = "right" then
      left:= false;
    fi;

    # $I_0$
    MB  := MutableBasis( F, init, zero );
    dim := 0;

    while dim < NrBasisVectors( MB ) and dim < maxdim do

      # `MB' is a mutable basis of $I_i$.
      dim:= NrBasisVectors( MB );

      if right then

        # Compute $I^{\prime}_i = I_i + \sum_{s \in S} I_i s$.
        for gen in Agens do
          for v in BasisVectors( MB ) do
            CloseMutableBasis( MB, opr( v, gen ) );
          od;
        od;

      fi;
      if left then

        # Compute $I_i + \sum_{s \in S} s I_i$
        # resp. $I^{\prime}_i + \sum_{s \in S} s I_i$.
        for gen in Agens do
          for v in BasisVectors( MB ) do
            CloseMutableBasis( MB, opr( gen, v ) );
          od;
        od;

      fi;

    od;

    # Return the mutable basis.
    return MB;
end );


#############################################################################
##
#F  MutableBasisOfNonassociativeAlgebra( <F>, <Agens>, <zero>, <maxdim> )
##
InstallGlobalFunction( MutableBasisOfNonassociativeAlgebra,
    function( F, Agens, zero, maxdim )
    local MB,        # mutable basis, result
          dim,       # dimension of the current left module
          bv,        # current basis vectors
          v, w;      # loop over basis vectors found already

    MB  := MutableBasis( F, Agens, zero );
    dim := 0;

    while dim < NrBasisVectors( MB ) and dim < maxdim do

      dim := NrBasisVectors( MB );
      bv  := BasisVectors( MB );

      for v in bv do
        for w in bv do
          CloseMutableBasis( MB, v * w );
          CloseMutableBasis( MB, w * v );
        od;
      od;

    od;

    # Return the mutable basis.
    return MB;
end );


#############################################################################
##
#F  MutableBasisOfIdealInNonassociativeAlgebra( <F>, <Vgens>, <Igens>,
#F                                              <zero>, <from>, <maxdim> )
##
InstallGlobalFunction( MutableBasisOfIdealInNonassociativeAlgebra,
    function( F, Vgens, Igens, zero, from, maxdim )
    local MB,        # mutable basis, result
          dim,       # dimension of the current left module
          bv,        # current basis vectors
          right,     # `true' if we have to multiply from the right
          left,      # `true' if we have to multiply from the left
          v, gen;    # loop over basis vectors found already

    # Get the side(s) from where to multiply.
    left  := true;
    right := true;
    if   from = "left" then
      right:= false;
    elif from = "right" then
      left:= false;
    fi;

    dim := 0;
    MB  := MutableBasis( F, Igens, zero );

    while dim < NrBasisVectors( MB ) and dim < maxdim do

      dim := NrBasisVectors( MB );
      bv  := BasisVectors( MB );

      for v in bv do
        for gen in Vgens do

          if left then
            CloseMutableBasis( MB, gen * v );
          fi;
          if right then
            CloseMutableBasis( MB, v * gen );
          fi;
        od;
      od;

    od;

    # Return the mutable basis.
    return MB;
end );


#############################################################################
##
#M  IsSubset( <A>, <B> )  . . . . . . . . . . . .  test for subset of FLMLORs
##
##  These methods are preferable to that for free left modules because they
##  use algebra generators.
##
##  We assume that generators of an extension of the left acting domains can
##  be computed if they are fields; note that infinite field extensions do
##  not (yet) occur in {\GAP} as `LeftActingDomain' values.
##
InstallMethod( IsSubset,
    "for two FLMLORs",
    IsIdenticalObj,
    [ IsFLMLOR, IsFLMLOR ],
    function( D1, D2 )
    local F1, F2;

    F1:= LeftActingDomain( D1 );
    F2:= LeftActingDomain( D2 );
    if not ( HasIsDivisionRing( F1 ) and IsDivisionRing( F1 ) and
             HasIsDivisionRing( F2 ) and IsDivisionRing( F2 ) ) then
      TryNextMethod();
    fi;

    # catch trivial case
    if IsSubset(GeneratorsOfLeftOperatorRing(D1),
                  GeneratorsOfLeftOperatorRing(D2)) then
        return true;
    fi;
    return IsSubset( D1, GeneratorsOverIntersection( D2,
                             GeneratorsOfLeftOperatorRing( D2 ),
                             F2, F1 ) );
    end );

InstallMethod( IsSubset,
    "for two FLMLORs-with-one",
    IsIdenticalObj,
    [ IsFLMLORWithOne, IsFLMLORWithOne ],
    function( D1, D2 )
    local F1, F2;

    F1:= LeftActingDomain( D1 );
    F2:= LeftActingDomain( D2 );
    if not ( HasIsDivisionRing( F1 ) and IsDivisionRing( F1 ) and
             HasIsDivisionRing( F2 ) and IsDivisionRing( F2 ) ) then
      TryNextMethod();
    fi;
    return IsSubset( D1, GeneratorsOverIntersection( D2,
                             GeneratorsOfLeftOperatorRingWithOne( D2 ),
                             F2, F1 ) );
    end );


#############################################################################
##
#M  ViewObj( <A> )  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . view a FLMLOR
##
##  print left acting domain, if known also dimension or no. of generators
##
InstallMethod( ViewObj,
    "for a FLMLOR",
    [ IsFLMLOR ],
    function( A )
    Print( "<free left module over ", LeftActingDomain( A ), ", and ring>" );
    end );

InstallMethod( ViewObj,
    "for a FLMLOR with known dimension",
    [ IsFLMLOR and HasDimension ], 1,   # override method requiring gens.
    function( A )
    Print( "<free left module of dimension ", Dimension( A ),
           " over ", LeftActingDomain( A ), ", and ring>" );
    end );

InstallMethod( ViewObj,
    "for a FLMLOR with known generators",
    [ IsFLMLOR and HasGeneratorsOfAlgebra ],
    function( A )
    Print( "<free left module over ", LeftActingDomain( A ),
           ", and ring, with ",
           Pluralize( Length( GeneratorsOfFLMLOR( A ) ), "generator" ), ">" );
    end );


#############################################################################
##
#M  PrintObj( <A> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  print a FLMLOR
##
InstallMethod( PrintObj,
    "for a FLMLOR",
    [ IsFLMLOR ],
    function( A )
    Print( "FLMLOR( ", LeftActingDomain( A ), ", ... )" );
    end );

InstallMethod( PrintObj,
    "for a FLMLOR with known generators",
    [ IsFLMLOR and HasGeneratorsOfFLMLOR ],
    function( A )
    if IsEmpty( GeneratorsOfFLMLOR( A ) ) then
      Print( "FLMLOR( ", LeftActingDomain( A ), ", [], ", Zero( A ), " )" );
    else
      Print( "FLMLOR( ", LeftActingDomain( A ), ", ",
             GeneratorsOfFLMLOR( A ), " )" );
    fi;
    end );


#############################################################################
##
#M  ViewObj( <A> )  . . . . . . . . . . . . . . . . .  view a FLMLOR-with-one
##
##  print left acting domain, if known also dimension or no. of generators
##
InstallMethod( ViewObj,
    "for a FLMLOR-with-one",
    [ IsFLMLORWithOne ],
    function( A )
    Print( "<free left module over ", LeftActingDomain( A ),
           ", and ring-with-one>" );
    end );

InstallMethod( ViewObj,
    "for a FLMLOR-with-one with known dimension",
    [ IsFLMLORWithOne and HasDimension ], 1,   # override method requ. gens.
    function( A )
    Print( "<free left module of dimension ", Dimension( A ),
           " over ", LeftActingDomain( A ), ", and ring-with-one>" );
    end );

InstallMethod( ViewObj,
    "for a FLMLOR-with-one with known generators",
    [ IsFLMLORWithOne and HasGeneratorsOfFLMLORWithOne ],
    function( A )
    Print( "<free left module over ", LeftActingDomain( A ),
           ", and ring-with-one, with ",
           Pluralize( Length( GeneratorsOfAlgebraWithOne( A ) ), "generator" ),
           ">" );
    end );


#############################################################################
##
#M  PrintObj( <A> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . print a FLMLOR-with-one
##
InstallMethod( PrintObj,
    "for a FLMLOR-with-one",
    [ IsFLMLORWithOne ],
    function( A )
    Print( "FLMLORWithOne( ", LeftActingDomain( A ), ", ... )" );
    end );

InstallMethod( PrintObj,
    "for a FLMLOR-with-one with known generators",
    [ IsFLMLORWithOne and HasGeneratorsOfFLMLOR ],
    function( A )
    if IsEmpty( GeneratorsOfFLMLORWithOne( A ) ) then
      Print( "FLMLORWithOne( ", LeftActingDomain( A ), ", [], ",
             Zero( A ), " )" );
    else
      Print( "FLMLORWithOne( ", LeftActingDomain( A ), ", ",
             GeneratorsOfFLMLORWithOne( A ), " )" );
    fi;
    end );


#############################################################################
##
#M  ViewObj( <A> )  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . view an algebra
##
##  print left acting domain, if known also dimension or no. of generators
##
InstallMethod( ViewObj,
    "for an algebra",
    [ IsAlgebra ],
    function( A )
    Print( "<algebra over ", LeftActingDomain( A ), ">" );
    end );

InstallMethod( ViewObj,
    "for an algebra with known dimension",
    [ IsAlgebra and HasDimension ], 1,   # override method requiring gens.
    function( A )
    Print( "<algebra of dimension ", Dimension( A ),
           " over ", LeftActingDomain( A ), ">" );
    end );

InstallMethod( ViewObj,
    "for an algebra with known generators",
    [ IsAlgebra and HasGeneratorsOfAlgebra ],
    function( A )
    Print( "<algebra over ", LeftActingDomain( A ), ", with ",
           Pluralize( Length( GeneratorsOfAlgebra( A ) ), "generator" ), ">" );
    end );


#############################################################################
##
#M  PrintObj( <A> ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  print an algebra
##
InstallMethod( PrintObj,
    "for an algebra",
    [ IsAlgebra ],
    function( A )
    Print( "Algebra( ", LeftActingDomain( A ), ", ... )" );
    end );

InstallMethod( PrintObj,
    "for an algebra with known generators",
    [ IsAlgebra and HasGeneratorsOfAlgebra ],
    function( A )
    if IsEmpty( GeneratorsOfAlgebra( A ) ) then
      Print( "Algebra( ", LeftActingDomain( A ), ", [], ", Zero( A ), " )" );
    else
      Print( "Algebra( ", LeftActingDomain( A ), ", ",
             GeneratorsOfAlgebra( A ), " )" );
    fi;
    end );


#############################################################################
##
#M  ViewObj( <A> )  . . . . . . . . . . . . . . . .  view an algebra-with-one
##
##  print left acting domain, if known also dimension or no. of generators
##
InstallMethod( ViewObj, "for an algebra-with-one", [ IsAlgebraWithOne ],
function( A )
  if IsIdenticalObj(A,LeftActingDomain(A)) then
    Print( "<algebra-with-one over itself>" );
  else
    Print( "<algebra-with-one over ", LeftActingDomain( A ), ">" );
  fi;
end );

InstallMethod( ViewObj,
    "for an algebra-with-one with known dimension",
    [ IsAlgebraWithOne and HasDimension ], 1,   # override method requ. gens.
    function( A )
    Print( "<algebra-with-one of dimension ", Dimension( A ),
           " over ", LeftActingDomain( A ), ">" );
    end );

InstallMethod( ViewObj,
    "for an algebra-with-one with known generators",
    [ IsAlgebraWithOne and HasGeneratorsOfAlgebraWithOne ],
    function( A )
    Print( "<algebra-with-one over ", LeftActingDomain( A ), ", with ",
           Pluralize( Length( GeneratorsOfAlgebraWithOne( A ) ), "generator" ),
           ">" );
    end );


#############################################################################
##
#M  PrintObj( <A> ) . . . . . . . . . . . . . . . . print an algebra-with-one
##
InstallMethod( PrintObj,
    "for an algebra-with-one",
    [ IsAlgebraWithOne ],
    function( A )
    Print( "AlgebraWithOne( ", LeftActingDomain( A ), ", ... )" );
    end );

InstallMethod( PrintObj,
    "for an algebra-with-one with known generators",
    [ IsAlgebraWithOne and HasGeneratorsOfAlgebra ],
    function( A )
    if IsEmpty( GeneratorsOfAlgebraWithOne( A ) ) then
      Print( "AlgebraWithOne( ", LeftActingDomain( A ), ", [], ",
             Zero( A ), " )" );
    else
      Print( "AlgebraWithOne( ", LeftActingDomain( A ), ", ",
             GeneratorsOfAlgebraWithOne( A ), " )" );
    fi;
    end );


#############################################################################
##
#M  ViewObj( <A> )  . . . . . . . . . . . . . . . . . . view a Lie algebra
##
##  print left acting domain, if known also dimension or no. of generators
##
InstallMethod( ViewObj,
    "for a Lie algebra",
    [ IsLieAlgebra ],
    function( A )
    Print( "<Lie algebra over ", LeftActingDomain( A ), ">" );
    end );

InstallMethod( ViewObj,
    "for a Lie algebra with known dimension",
    [ IsLieAlgebra and HasDimension ], 1,       # override method requ. gens.
    function( A )
    Print( "<Lie algebra of dimension ", Dimension( A ),
           " over ", LeftActingDomain( A ), ">" );
    end );

InstallMethod( ViewObj,
    "for a Lie algebra with known generators",
    [ IsLieAlgebra and HasGeneratorsOfAlgebra ],
    function( A )
    Print( "<Lie algebra over ", LeftActingDomain( A ), ", with ",
           Pluralize( Length( GeneratorsOfAlgebra( A ) ), "generator" ), ">" );
end );


#############################################################################
##
#M  AsSubalgebra(<A>, <U>) . view an algebra as subalgebra of another algebra
##
InstallMethod( AsSubalgebra,
    "for two algebras",
    IsIdenticalObj,
    [ IsAlgebra, IsAlgebra ],
    function( A, U )
    local samecoeffs, S;
    if not IsSubset( A, U ) then
      return fail;
    fi;

    # Construct the generators list.
    samecoeffs:= LeftActingDomain( A ) = LeftActingDomain( U );
    if not samecoeffs then
      U:= AsAlgebra( LeftActingDomain( A ), U );
    fi;

    # Construct the subalgebra.
    S:= SubalgebraNC( A, GeneratorsOfAlgebra( U ) );

    # Maintain useful information.
    UseIsomorphismRelation( U, S );
    UseSubsetRelation( U, S );
    if samecoeffs and HasDimension( U ) then
      SetDimension( S, Dimension( U ) );
    fi;

    # Return the subalgebra.
    return S;
    end );

InstallMethod( AsSubalgebra,
    "for an algebra and an algebra-with-one",
    IsIdenticalObj,
    [ IsAlgebra, IsAlgebraWithOne ],
    function( A, U )
    local samecoeffs, S;
    if not IsSubset( A, U ) then
      return fail;
    fi;

    # Construct the generators list.
    samecoeffs:= LeftActingDomain( A ) = LeftActingDomain( U );
    if not samecoeffs then
      U:= AsAlgebraWithOne( LeftActingDomain( A ), U );
    fi;

    # Construct the subalgebra.
    S:= SubalgebraWithOneNC( A, GeneratorsOfAlgebraWithOne( U ) );

    # Maintain useful information.
    UseIsomorphismRelation( U, S );
    UseSubsetRelation( U, S );
    if samecoeffs and HasDimension( U ) then
      SetDimension( S, Dimension( U ) );
    fi;

    # Return the subalgebra.
    return S;
    end );


--> --------------------

--> maximum size reached

--> --------------------

[ Verzeichnis aufwärts0.56unsichere Verbindung  Übersetzung europäischer Sprachen durch Browser  ]