表示論

弗羅貝尼烏斯互反律

弗羅貝尼烏斯互反律是表示上兩個基本運算之間的精確平衡:誘導(由子群的表示造出整個群的表示)與限制(向下遺忘到子群)。它說這兩個運算互為伴隨——數一塊碎片如何嵌在誘導表示中,與數它如何嵌在限制中完全相同,只是在另一側計算。

設 H 是 G 的子群,W 是 H 的表示,U 是 G 的表示。弗羅貝尼烏斯互反律是自然同構 Hom_G(Ind_H^G W, U) 同構於 Hom_H(W, Res^G_H U),其中 Res 把 U 限制到 H。用範疇語言說,誘導是限制的左伴隨。在 C 上取維數並翻譯為特徵標,得內積形式:(Ind_H^G chi_W, psi_U)_G = (chi_W, Res psi_U)_H。

實用中這是分解誘導表示的主力。要求 G 的不可約表示 U 在 Ind_H^G W 中的重數,轉而把 U 限制到 H,數 W 在其中的重數——這通常是在更小的群裡做的、遠為容易的計算。對稱性也可經右伴隨(餘誘導)反向運行,對有限指數它與誘導一致,故此時互反律在兩側都成立,限制伴隨於誘導。

在 G = S_3、H = A_3 中誘導 A_3 的平凡表示。由互反律,標準不可約表示 U(次數 2)在誘導中的重數等於 A_3 平凡表示在 Res U 中的重數;由於 Res U 分裂為 A_3 的兩個非平凡特徵標,該重數為 0。

透過下降到子群限制並計數來分解誘導表示。