表示论

忠实表示

忠实表示是不丢失群的任何信息的表示:不同的群元素总以不同的线性映射作用。忠实性让你把抽象的群具体地“看作”一个矩阵群,毫无塌缩——它是群到矩阵群的一次诚实嵌入。

正式地,表示 rho: G -> GL(V) 称为忠实,若 rho 作为同态是单射,等价地若其核平凡:rho(g) = 恒等迫使 g = e。由于任何表示的核都是 G 的正规子群,一个表示忠实当且仅当该正规子群为 {e}。相反,平凡表示是最大限度不忠实的——除平凡群外,其核为整个 G。

每个有限群都有忠实表示:正则表示就是忠实的,因为若 g 在群代数上作为恒等作用,则 g 乘 e = e 迫使 g = e。更经济地说,忠实复表示未必不可约,而忠实表示的最小次数是一个微妙的不变量;例如非循环的阿贝尔群没有忠实的不可约表示,因为阿贝尔群的不可约复表示都是一维的、其像因而循环。

S_3 的二维标准表示是忠实的:不同的置换在平面上作为不同的旋转/反射,故核为 {e}。相反,S_3 的符号表示的核为 A_3,并不忠实。

忠实性恰是核的平凡性。