表示論

類函數

類函數是群上無法區分共軛元素的函數——它對 g 與 hgh^{-1} 給出相同的值。這類函數恰是在最深的意義上「尊重對稱」的函數,而特徵標正是其典範例子。類函數空間是整個特徵標理論展開的自然舞台。

正式地,取值於域 k(通常為 C)的 G 上類函數,是在共軛類上取常值的函數 f: G -> k:對所有 g, h 屬於 G 有 f(hgh^{-1}) = f(g)。等價地,f 是 G 的共軛類集上的函數。對有限群,C 上的類函數構成一個向量空間,其維數等於共軛類的個數,自然基由各類的指示函數給出。

核心定理是:不可約特徵標構成此類函數空間的一組標準正交基(在 C 上,對有限 G)。於是每個類函數都是不可約特徵標的唯一線性組合;其中係數為非負整數的組合,恰是真表示的特徵標(當允許係數為負整數時稱虛特徵標)。這正是特徵標理論把表示問題化為有限維線性代數的緣由。

S_3 上有 3 個共軛類(恆等元、對換、三輪換),故類函數空間是三維的。3 個不可約特徵標 [1,1,1]、[1,-1,1]、[2,0,-1] 構成它的一組標準正交基。

S_3 上的類函數構成由不可約特徵標張成的三維空間。