李代數

李子代數

在一個大的對稱代數內部,常常藏著一些更小的自足世界——一些無窮小對稱的集合,它們彼此封閉、永不逃逸出去。李子代數就是這樣一塊封閉的部分:一個子空間,在其中任取兩個成員作括號都不會帶你跑到它外面去。它是李理論中子群或子環的類比。

形式地,李代數 L 的子空間 M 若在括號下封閉,則稱為李子代數:只要 x, y 屬於 M,就有 [x, y] 屬於 M。由於括號在整個 L 上已經是雙線性、反對稱且滿足雅可比的,這些性質自動被繼承,所以 M 自身就是一個李代數。唯一需要驗證的就是封閉性。

子代數未必是理想:M 內部元素之間作括號封閉,比 [M, L] 含於 M 這一要求要弱。例如,跡為零的對角矩陣構成 sl(n) 的一個阿貝爾子代數(一個卡當子代數),但它不是理想——一個對角矩陣與一個非對角矩陣作括號會落到對角矩陣之外。

嚴格上三角的 n 階矩陣構成 gl(n) 的一個李子代數:兩個嚴格上三角矩陣之積仍嚴格上三角,故其換位子也是。這個子代數實際上是冪零的。

嚴格上三角矩陣:一個在換位子下封閉的子代數。