李代數
基靈型
李代數本身沒有明顯的長度或角度概念,但它可以從自己的括號中「製造」出一個。每個元素 x 透過作括號作用於代數(即映射 ad(x));把兩個這樣的作用複合再取跡,就得到一個對稱地依賴於這兩個元素的數。這個純由代數內部結構造出的標準對稱配對,就是基靈型,而它的退化與否能讀出深刻的結構事實。
定義基靈型為 B(x, y) = trace(ad(x) ad(y)),其中 ad(x)(z) = [x, z]。它是 L 上的對稱雙線性型,並且是不變的(結合的):B([x, y], z) = B(x, [y, z])。這種不變性迫使 B 的根(退化子空間)成為 L 的理想,這正是把該型與代數的理想結構聯繫起來的關鍵。
兩個卡當判別法使基靈型成為核心的診斷工具(在特徵零下)。可解性:L 可解當且僅當對一切 x 屬於 [L, L] 與 y 屬於 L 有 B(x, y) = 0。半單性:L 半單當且僅當 B 非退化。所以一次跡的計算就能區分李代數這兩個極端的類別。
對 sl(2, C),取基 e, f, h,可算得 B(h, h) = 8,B(e, f) = B(f, e) = 4,其餘配對全為零。其格拉姆矩陣非退化(行列式非零),證實 sl(2, C) 是半單的。
sl(2, C) 上非退化的基靈型證明了半單性。
這些判別法要求特徵零(最乾淨的形式還要求代數閉)。在正特徵下,即便對單李代數,基靈型也可能退化,所以在那裡它不是可靠的判別工具。
另見