Quellcodebibliothek Statistik Leitseite products/Sources/formale Sprachen/GAP/pkg/wpe/doc/   (Algebra von RWTH Aachen Version 4.15.1©)  Datei vom 21.9.2024 mit Größe 13 kB image not shown  

Quelle  chap2_mj.html   Sprache: HTML

 
 products/Sources/formale Sprachen/GAP/pkg/wpe/doc/chap2_mj.html


<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN"
         "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd">

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en">
<head>
<script type="text/javascript"
  src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/mathjax@2/MathJax.js?config=TeX-AMS-MML_HTMLorMML">
</script>
<title>GAP (WPE) - Chapter 2: Notation</title>
<meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=UTF-8" />
<meta name="generator" content="GAPDoc2HTML" />
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="manual.css" />
<script src="manual.js" type="text/javascript"></script>
<script type="text/javascript">overwriteStyle();</script>
</head>
<body class="chap2"  onload="jscontent()">


<div class="chlinktop"><span class="chlink1">Goto Chapter: </span><a href="chap0_mj.html">Top</a>  <a href="chap1_mj.html">1</a>  <a href="chap2_mj.html">2</a>  <a href="chap3_mj.html">3</a>  <a href="chap4_mj.html">4</a>  <a href="chap5_mj.html">5</a>  <a href="chapBib_mj.html">Bib</a>  <a href="chapInd_mj.html">Ind</a>  </div>

<div class="chlinkprevnexttop"> <a href="chap0_mj.html">[Top of Book]</a>   <a href="chap0_mj.html#contents">[Contents]</a>    <a href="chap1_mj.html">[Previous Chapter]</a>    <a href="chap3_mj.html">[Next Chapter]</a>   </div>

<p id="mathjaxlink" class="pcenter"><a href="chap2.html">[MathJax off]</a></p>
<p><a id="X7DD31B407B9402A3" name="X7DD31B407B9402A3"></a></p>
<div class="ChapSects"><a href="chap2_mj.html#X7DD31B407B9402A3">2 <span class="Heading">Notation</span></a>
<div class="ContSect"><span class="tocline"><span class="nocss"> </span><a href="chap2_mj.html#X7DF2AEBC8518FFA4">2.1 <span class="Heading">Wreath Products</span></a>
</span>
</div>
<div class="ContSect"><span class="tocline"><span class="nocss"> </span><a href="chap2_mj.html#X83A8F3308644ACFA">2.2 <span class="Heading">Wreath Cycles</span></a>
</span>
</div>
<div class="ContSect"><span class="tocline"><span class="nocss"> </span><a href="chap2_mj.html#X872BE72F7B2BBD6B">2.3 <span class="Heading">Sparse Wreath Cycles</span></a>
</span>
</div>
</div>

<h3>2 <span class="Heading">Notation</span></h3>

<p>This chapter explains the notation of the package <strong class="pkg">WPE</strong>, mainly influenced by the accompanying publication <a href="chapBib_mj.html#biBWPE">[BNRW22]</a>.</p>

<p><a id="X7DF2AEBC8518FFA4" name="X7DF2AEBC8518FFA4"></a></p>

<h4>2.1 <span class="Heading">Wreath Products</span></h4>

<p>Let <span class="SimpleMath">\(G = K \wr H\)</span> be a wreath product of two groups, where <span class="SimpleMath">\(H\)</span> is a permutation group of degree <span class="SimpleMath">\(m\)</span>. The wreath product is defined as the semidirect product of the function space <span class="SimpleMath">\(K^m\)</span> with <span class="SimpleMath">\(H\)</span>, where <span class="SimpleMath">\(\pi \in H\)</span> acts on <span class="SimpleMath">\(f \in K^m\)</span> by setting <span class="SimpleMath">\(f^{{\pi}} : \{1, \ldots, m\} \rightarrow K, i \mapsto [(i)\pi^{{-1}}]f\)</span>. Note that <span class="SimpleMath">\(G\)</span> naturally embeds into the <em>parent wreath product</em>, that is <span class="SimpleMath">\(P = K \wr \textrm{Sym}(m) \geq G\)</span>.</p>

<p>Formally we can write an element of <span class="SimpleMath">\(G\)</span> as a tuple <span class="SimpleMath">\(g = (f, \pi) \in G\)</span>, where <span class="SimpleMath">\(f \in K^m \)</span> is a function <span class="SimpleMath">\(f : \{1, \ldots, m\} \rightarrow K \)</span> and <span class="SimpleMath">\(\pi \in H \leq \textrm{Sym}(m)\)</span> is a permutation on <span class="SimpleMath">\(m\)</span> points. We call <span class="SimpleMath">\(f\)</span> the <em>base component</em> and <span class="SimpleMath">\(\pi\)</span> the <em>top component</em> of <span class="SimpleMath">\(g\)</span>.</p>

<p>We can naturally identify a map <span class="SimpleMath">\(f \in K^m\)</span> with a tuple <span class="SimpleMath">\((g_1, \ldots, g_m)\)</span>, where each <span class="SimpleMath">\(g_i \in K\)</span> is the image of <span class="SimpleMath">\(i \in \{1, \ldots, m\}\)</span> under <span class="SimpleMath">\(f\)</span>. This yields a second useful notation for elements in <span class="SimpleMath">\(G\)</span> by writing <span class="SimpleMath">\(g = (g_1, \ldots, g_m; \pi)\)</span>. Note that we use a semicolon to seperate the base component from the top component. Further we call the element <span class="SimpleMath">\(g_i\)</span> the <em><span class="SimpleMath">\(i\)</span>-th base component</em> of <span class="SimpleMath">\(g\)</span>.</p>

<p>Analogously, the subgroup <span class="SimpleMath">\(B = K^m \times \langle 1_H \rangle \leq G\)</span> is called the <em>base group</em> of <span class="SimpleMath">\(G\)</span> and the subgroup <span class="SimpleMath">\(T = \langle 1_K \rangle^m \times H \leq G\)</span> is called the <em>top group</em> of <span class="SimpleMath">\(G\)</span>.</p>

<p>With the above notation, the multiplication of two elements</p>

<p class="center">\[
g = (f, \pi) = (g_1, \ldots, g_m; \pi),\\
h = (d, \sigma) = (h_1, \ldots, h_m; \sigma)
\]</p>

<p>of <span class="SimpleMath">\(G = K \wr H\)</span>, a wreath product of finite groups, can be written as</p>

<p class="center">\[
g \cdot h = (f \cdot d^{(\pi^{-1})}, \pi \cdot \sigma) = (g_1 \cdot h_{1^\pi}, \ldots, g_m \cdot h_{m^\pi}; \pi \cdot \sigma)\,.
\]</p>

<p><a id="X83A8F3308644ACFA" name="X83A8F3308644ACFA"></a></p>

<h4>2.2 <span class="Heading">Wreath Cycles</span></h4>

<p>In a permutation group we have the well-known concept of a cycle decomposition. For wreath products we have a similar concept called <em>wreath cycle decomposition</em> that allows us to solve certain computational tasks more efficiently.</p>

<p>Detailed information on <em>wreath cycle decompositions</em> can be found in Chapter 2 in <a href="chapBib_mj.html#biBWPE">[BNRW22]</a>. Chapters 3-5 in <a href="chapBib_mj.html#biBWPE">[BNRW22]</a> describe how these can be exploited for finding conjugating elements, conjugacy classes, and centralisers in wreath products, and Chapter 6 in <a href="chapBib_mj.html#biBWPE">[BNRW22]</a> contains a table of timings of sample computations done with <strong class="pkg">WPE</strong> vs. native <strong class="pkg">GAP</strong>.</p>

<p>We use the notation from Section <a href="chap2_mj.html#X7DF2AEBC8518FFA4"><span class="RefLink">2.1</span></a> in order to introduce the following concepts.</p>

<p><span class="SimpleMath">\(\bf{Definition:}\)</span> We define the <em>territory</em> of an element <span class="SimpleMath">\(g = (g_1, \ldots, g_m; \pi) \in G\)</span> by <span class="SimpleMath">\(\textrm{terr}(g) := \textrm{supp}(\pi) \cup \{i : g_i \neq 1\}\)</span>, where <span class="SimpleMath">\(\textrm{supp}(\pi)\)</span> denotes the set of moved points of <span class="SimpleMath">\(\pi\)</span>.</p>

<p><span class="SimpleMath">\(\bf{Definition:}\)</span> Two elements <span class="SimpleMath">\(g, h \in G\)</span> are said to be <em>disjoint</em> if their territories are disjoint.</p>

<p><span class="SimpleMath">\(\bf{Lemma:}\)</span> Disjoint elements in <span class="SimpleMath">\(G\)</span> commute.</p>

<p><span class="SimpleMath">\(\bf{Definition:}\)</span> An element <span class="SimpleMath">\(g = (g_1, \ldots, g_m; \pi) \in G\)</span> is called a <em>wreath cycle</em> if either <span class="SimpleMath">\(\pi\)</span> is a cycle in <span class="SimpleMath">\(\textrm{Sym}(n)\)</span> and <span class="SimpleMath">\(\textrm{terr}(g) = \textrm{supp}(\pi)\)</span>, or <span class="SimpleMath">\(|\textrm{terr}(g)| = 1\)</span>.</p>

<p><span class="SimpleMath">\(\bf{Example:}\)</span> For example, if we consider the wreath product <span class="SimpleMath">\( \textrm{Sym}(4) \wr \textrm{Sym}(5) \)</span>, the element</p>

<p class="center">\[
{\bf(} \;\; (),\, (1,2,3),\, (),\, (1,2),\, ();\, (1,2,4) \;\; {\bf)}
\]</p>

<p>is a wreath cycle as described in the first case and the element</p>

<p class="center">\[
{\bf(} \; (),\, (),\, (1,3),\, (),\, ();\, () \;\; {\bf)}
\]</p>

<p>is a wreath cycle as described in the second case. Moreover, these elements are disjoint and thus commute.</p>

<p><span class="SimpleMath">\(\bf{Theorem:}\)</span> Every element of <span class="SimpleMath">\(G\)</span> can be written as a finite product of disjoint wreath cycles in <span class="SimpleMath">\(P\)</span>. This decomposition is unique up to ordering of the factors. We call such a decomposition a <em>wreath cycle decomposition</em>.</p>

<p><a id="X872BE72F7B2BBD6B" name="X872BE72F7B2BBD6B"></a></p>

<h4>2.3 <span class="Heading">Sparse Wreath Cycles</span></h4>

<p>We use the notation from Section <a href="chap2_mj.html#X7DF2AEBC8518FFA4"><span class="RefLink">2.1</span></a> in order to introduce the following concepts.</p>

<p>The main motivation for introducing the concept of <em>sparse wreath cycles</em> is the efficient computation of centralisers of wreath product elements. Simply put, we compute the centraliser <span class="SimpleMath">\(C_G(g)\)</span> of an arbitrary element <span class="SimpleMath">\(g \in P\)</span> in <span class="SimpleMath">\(G\)</span> by conjugating it in <span class="SimpleMath">\(P\)</span> to a restricted representative <span class="SimpleMath">\(h = g^c \in P\)</span>, computing the centraliser of <span class="SimpleMath">\(h\)</span> in <span class="SimpleMath">\(G\)</span> and then conjugating it back. The wreath cycle decomposition of the representative <span class="SimpleMath">\(h\)</span> consists only of sparse wreath cycles.</p>

<p>More information on <em>sparse wreath cycles</em> and centralisers of wreath product elements can be found in Chapter 5 in <a href="chapBib_mj.html#biBWPE">[BNRW22]</a>.</p>

<p><span class="SimpleMath">\(\bf{Definition:}\)</span> We say that a wreath cycle <span class="SimpleMath">\(g = (g_1, \ldots, g_m; \pi) \in G\)</span> is a <em>sparse wreath cycle</em>, if there exists an <span class="SimpleMath">\(i_0\)</span> such that <span class="SimpleMath">\(g_i = 1\)</span> for all <span class="SimpleMath">\(i \neq i_0\)</span>.</p>

<p><span class="SimpleMath">\(\bf{Example:}\)</span> For example, if we consider the wreath product <span class="SimpleMath">\( \textrm{Sym}(4) \wr \textrm{Sym}(5) \)</span>, the element</p>

<p class="center">\[
{\bf(} \;\; (),\, (1,2,3),\, (),\, (),\, ();\, (1,2,4) \;\; {\bf)}
\]</p>

<p>is a sparse wreath cycle, as well as the element</p>

<p class="center">\[
{\bf(} \;\; (),\, (),\, (1,3),\, (),\, ();\, () \;\; {\bf)} \;.
\]</p>

<p>A very important invariant under conjugation is the <em>yade</em> of a wreath cycle.</p>

<p><span class="SimpleMath">\(\bf{Definition:}\)</span> For a wreath cycle <span class="SimpleMath">\(g = (f, \pi) \in G\)</span> and a point <span class="SimpleMath">\(i \in \textrm{terr}(g)\)</span> we define the <em>yade</em> of <span class="SimpleMath">\(g\)</span> in <span class="SimpleMath">\(i\)</span> as</p>

<p class="center">\[
[(i)\pi^{0}]f \cdot [(i)\pi^{1}]f \cdots [(i)\pi^{|\pi| - 1}]f \;.
\]</p>

<p><span class="SimpleMath">\(\bf{Example:}\)</span> Consider the wreath product <span class="SimpleMath">\( \textrm{Sym}(4) \wr \textrm{Sym}(5) \)</span>, and the wreath cycle</p>

<p class="center">\[
g = (f, \pi) = {\bf(} \;\; (),\, (1,2,3),\, (),\, (1,2),\, ();\, (1,2,4) \;\; {\bf)}.
\]</p>

<p>The yade evaluated at <span class="SimpleMath">\(i = 1\)</span> is given by</p>

<p class="center">\[
[(1)\pi^{0}]f \cdot [(1)\pi^{1}]f \cdot [(1)\pi^{2}]f  = [1]f \cdot [2]f \cdot [4]f = () \cdot (1,2,3) \cdot (1,2) = (2,3)
\]</p>

<p>and the yade evaluated at <span class="SimpleMath">\(j = 4\)</span> is given by</p>

<p class="center">\[
[(4)\pi^{0}]f \cdot [(4)\pi^{1}]f \cdot [(4)\pi^{2}]f  = [4]f \cdot [1]f \cdot [2]f = (1,2) \cdot () \cdot (1,2,3) = (1,3) \;.
\]</p>

<p>Up to conjugacy, the yade is independent under the chosen evaluation point <span class="SimpleMath">\(i\)</span>. Moreover, wreath cycles are conjugate over <span class="SimpleMath">\(G\)</span> if and only if the top components are conjugate over <span class="SimpleMath">\(H\)</span> and the yades are conjugate over <span class="SimpleMath">\(K\)</span>. More specific, we can conjugate a wreath cycle <span class="SimpleMath">\(g\)</span> to a sparse wreath cycle <span class="SimpleMath">\(h\)</span> such that the <span class="SimpleMath">\(i\)</span>-th base component of <span class="SimpleMath">\(h\)</span> contains the yade of <span class="SimpleMath">\(g\)</spanin <span class="SimpleMath">\(i\)</span>. This leads to the following result.</p>

<p><span class="SimpleMath">\(\bf{Theorem:}\)</span> Every element <span class="SimpleMath">\(g \in P\)</span> can be conjugated by some <span class="SimpleMath">\(c \in K^m \times \langle 1_H \rangle \leq P\)</span> to an element <span class="SimpleMath">\(h = g^c \in P\)</span> such that the wreath cycle decomposition of <span class="SimpleMath">\(h\)</span> consists only of sparse wreath cycles.</p>


<div class="chlinkprevnextbot"> <a href="chap0_mj.html">[Top of Book]</a>   <a href="chap0_mj.html#contents">[Contents]</a>    <a href="chap1_mj.html">[Previous Chapter]</a>    <a href="chap3_mj.html">[Next Chapter]</a>   </div>


<div class="chlinkbot"><span class="chlink1">Goto Chapter: </span><a href="chap0_mj.html">Top</a>  <a href="chap1_mj.html">1</a>  <a href="chap2_mj.html">2</a>  <a href="chap3_mj.html">3</a>  <a href="chap4_mj.html">4</a>  <a href="chap5_mj.html">5</a>  <a href="chapBib_mj.html">Bib</a>  <a href="chapInd_mj.html">Ind</a>  </div>

<hr />
<p class="foot">generated by <a href="https://www.math.rwth-aachen.de/~Frank.Luebeck/GAPDoc">GAPDoc2HTML</a></p>
</body>
</html>

100%


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.7 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 ist noch experimentell.