Eine aufbereitete Darstellung der Quelle

 
     
 
 
Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 

Benutzer

Quelle  chap2_mj.html  Sprache: unbekannt

 
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN"
         "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd">

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en">
<head>
<script type="text/javascript"
  src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/mathjax@2/MathJax.js?config=TeX-AMS-MML_HTMLorMML">
</script>
<title>GAP (Wedderga) - Chapter 2: Wedderburn decomposition</title>
<meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=UTF-8" />
<meta name="generator" content="GAPDoc2HTML" />
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="manual.css" />
<script src="manual.js" type="text/javascript"></script>
<script type="text/javascript">overwriteStyle();</script>
</head>
<body class="chap2"  onload="jscontent()">


<div class="chlinktop"><span class="chlink1">Goto Chapter: </span><a href="chap0_mj.html">Top</a>  <a href="chap1_mj.html">1</a>  <a href="chap2_mj.html">2</a>  <a href="chap3_mj.html">3</a>  <a href="chap4_mj.html">4</a>  <a href="chap5_mj.html">5</a>  <a href="chap6_mj.html">6</a>  <a href="chap7_mj.html">7</a>  <a href="chap8_mj.html">8</a>  <a href="chap9_mj.html">9</a>  <a href="chapBib_mj.html">Bib</a>  <a href="chapInd_mj.html">Ind</a>  </div>

<div class="chlinkprevnexttop"> <a href="chap0_mj.html">[Top of Book]</a>   <a href="chap0_mj.html#contents">[Contents]</a>    <a href="chap1_mj.html">[Previous Chapter]</a>    <a href="chap3_mj.html">[Next Chapter]</a>   </div>

<p id="mathjaxlink" class="pcenter"><a href="chap2.html">[MathJax off]</a></p>
<p><a id="X87273420791F220E" name="X87273420791F220E"></a></p>
<div class="ChapSects"><a href="chap2_mj.html#X87273420791F220E">2 <span class="Heading">Wedderburn decomposition</span></a>
<div class="ContSect"><span class="tocline"><span class="nocss"> </span><a href="chap2_mj.html#X7C902C667D137851">2.1 <span class="Heading">Wedderburn decomposition of a group algebra</span></a>
</span>
<div class="ContSSBlock">
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap2_mj.html#X7F1779ED8777F3E7">2.1-1 WedderburnDecomposition</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap2_mj.html#X8710F98A85F0DD29">2.1-2 WedderburnDecompositionInfo</a></span>
</div></div>
<div class="ContSect"><span class="tocline"><span class="nocss"> </span><a href="chap2_mj.html#X7D06959F7D444C55">2.2 <span class="Heading">Simple quotients</span></a>
</span>
<div class="ContSSBlock">
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap2_mj.html#X8349114C83161C2D">2.2-1 SimpleAlgebraByCharacter</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap2_mj.html#X876FD2367E64462D">2.2-2 SimpleAlgebraByCharacterInfo</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap2_mj.html#X812D667D7D913EB5">2.2-3 SimpleAlgebraByStrongSP</a></span>
<span class="ContSS"><br /><span class="nocss">  </span><a href="chap2_mj.html#X858152C882129A0B">2.2-4 SimpleAlgebraByStrongSPInfo</a></span>
</div></div>
</div>

<h3>2 <span class="Heading">Wedderburn decomposition</span></h3>

<p><a id="X7C902C667D137851" name="X7C902C667D137851"></a></p>

<h4>2.1 <span class="Heading">Wedderburn decomposition of a group algebra</span></h4>

<p><a id="X7F1779ED8777F3E7" name="X7F1779ED8777F3E7"></a></p>

<h5>2.1-1 WedderburnDecomposition</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; WedderburnDecomposition</code>( <var class="Arg">FG</var> )</td><td class="tdright">( attribute )</td></tr></table></div>
<p>Returns: A list of simple algebras.</p>

<p>The input <var class="Arg">FG</var> should be a group algebra of a finite group <span class="SimpleMath">\(G\)</span> over the field <span class="SimpleMath">\(F\)</span>, where <span class="SimpleMath">\(F\)</span> is either an abelian number field (i.e. a subfield of a finite cyclotomic extension of the rationals) or a finite field of characteristic coprime with the order of <span class="SimpleMath">\(G\)</span>.</p>

<p>The function returns the list of all <em>Wedderburn components</em> (<a href="chap9_mj.html#X84BB4A6081EAE905"><span class="RefLink">9.3</span></a>) of the group algebra <var class="Arg">FG</var>. If <span class="SimpleMath">\(F\)</span> is an abelian number field then each Wedderburn component is given as a matrix algebra of a <em>cyclotomic algebra</em> (<a href="chap9_mj.html#X8099A8C784255672"><span class="RefLink">9.11</span></a>). If <span class="SimpleMath">\(F\)</span> is a finite field then the Wedderburn components are given as matrix algebras over finite fields.</p>


<div class="example"><pre>

<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecomposition( GroupRing( GF(5), DihedralGroup(16) ) );</span>
[ ( GF(5)^[ 1, 1 ] ), ( GF(5)^[ 1, 1 ] ), ( GF(5)^[ 1, 1 ] ),
  ( GF(5)^[ 1, 1 ] ), ( GF(5)^[ 2, 2 ] ), ( GF(5^2)^[ 2, 2 ] ) ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecomposition( GroupRing( Rationals, DihedralGroup(16) ) );</span>
[ Rationals, Rationals, Rationals, Rationals, ( Rationals^[ 2, 2 ] ),
  <crossed product with center NF(8,[ 1, 7 ]) over AsField( NF(8,
    [ 1, 7 ]), CF(8) ) of a group of size 2> ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecomposition( GroupRing( CF(5), DihedralGroup(16) ) );</span>
[ CF(5), CF(5), CF(5), CF(5), ( CF(5)^[ 2, 2 ] ),
  <crossed product with center NF(40,[ 1, 31 ]) over AsField( NF(40,
    [ 1, 31 ]), CF(40) ) of a group of size 2> ]

</pre></div>

<p>The previous examples show that if <span class="SimpleMath">\(D_{16}\)</span> denotes the dihedral group of order <span class="SimpleMath">\(16\)</span> then the <em>Wedderburn decomposition</em> (<a href="chap9_mj.html#X84BB4A6081EAE905"><span class="RefLink">9.3</span></a>) of <span class="SimpleMath">\(\mathbb F_5 D_{16}\)</span>, <span class="SimpleMath">\(ℚ D_{16}\)</span> and <span class="SimpleMath">\(ℚ (\xi_5) D_{16}\)</span> are respectively</p>

<p class="center">\[
  \mathbb F_5 D_{16} = 4 \mathbb F_5 \oplus M_2( \mathbb F_5 ) \oplus M_2( \mathbb F_{25} ),  
  \]</p>

<p class="center">\[
  ℚ D_{16} = 4 ℚ \oplus M_2( ℚ ) \oplus (K(\xi_8)/K,t),
  \]</p>

<p>and</p>

<p class="center">\[
  ℚ (\xi_5) D_{16} = 4 ℚ (\xi_5) \oplus M_2( ℚ (\xi_5) ) \oplus (F(\xi_{40})/F,t),  
  \]</p>

<p>where <span class="SimpleMath">\((K(\xi_8)/K,t)\)</span> is a <em>cyclotomic algebra</em> (<a href="chap9_mj.html#X8099A8C784255672"><span class="RefLink">9.11</span></a>) with the centre <span class="SimpleMath">\(K=NF(8,[ 1, 7 ])= ℚ (\sqrt{2})\)</span>, <span class="SimpleMath">\((F(\xi_{40})/F,t) = ℚ (\sqrt{2},\xi_5)\)</span> is a cyclotomic algebra with centre <span class="SimpleMath">\(F=NF(40,[ 1, 31 ])\)</span> and <span class="SimpleMath">\(\xi_n\)</span> denotes a <span class="SimpleMath">\(n\)</span>-th root of unity.</p>

<p>Two more examples:</p>


<div class="example"><pre>

<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecomposition( GroupRing( Rationals, SmallGroup(48,15) ) );</span>
[ Rationals, Rationals, Rationals, Rationals, 
  <crossed product with center Rationals over CF(3) of a group of size 2>, 
  <crossed product with center Rationals over GaussianRationals of a group of \
size 2>, <crossed product with center Rationals over CF(3) of a group of size 
    2>, <crossed product with center NF(8,[ 1, 7 ]) over AsField( NF(8,
    [ 1, 7 ]), CF(8) ) of a group of size 2>, ( CF(3)^[ 2, 2 ] ), 
  <crossed product with center Rationals over CF(12) of a group of size 4> ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecomposition( GroupRing( CF(3), SmallGroup(48,15) ) );</span>
[ CF(3), CF(3), CF(3), CF(3), ( CF(3)^[ 2, 2 ] ), 
  <crossed product with center CF(3) over AsField( CF(3), CF(
    12) ) of a group of size 2>, ( CF(3)^[ 2, 2 ] ), 
  <crossed product with center NF(24,[ 1, 7 ]) over AsField( NF(24,
    [ 1, 7 ]), CF(24) ) of a group of size 2>, ( CF(3)^[ 2, 2 ] ), 
  ( CF(3)^[ 2, 2 ] ), ( <crossed product with center CF(3) over AsField( CF(
    3), CF(12) ) of a group of size 2>^[ 2, 2 ] ) ]

</pre></div>

<p>In some cases, in characteristic zero, some entries of the output of <code class="func">WedderburnDecomposition</code> do not provide full matrix algebras over a <em>cyclotomic algebra</em> (<a href="chap9_mj.html#X8099A8C784255672"><span class="RefLink">9.11</span></a>), but "fractional matrix algebras". That entry is not an algebra that can be used as a <strong class="pkg">GAP</strong> object. Instead it is a pair formed by a rational giving the "size" of the matrices and a crossed product. See <a href="chap9_mj.html#X84BB4A6081EAE905"><span class="RefLink">9.3</span></a> for a theoretical explanation of this phenomenon. In this case a warning message is displayed.</p>


<div class="example"><pre>

<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">QG:=GroupRing(Rationals,SmallGroup(240,89));</span>
<algebra-with-one over Rationals, with 2 generators>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecomposition(QG);</span>
Wedderga: Warning!!!
Some of the Wedderburn components displayed are FRACTIONAL MATRIX ALGEBRAS!!!

[ Rationals, Rationals, <crossed product with center Rationals over CF(
    5) of a group of size 4>, ( Rationals^[ 4, 4 ] ), ( Rationals^[ 4, 4 ] ),
  ( Rationals^[ 5, 5 ] ), ( Rationals^[ 5, 5 ] ), ( Rationals^[ 6, 6 ] ),
  <crossed product with center NF(12,[ 1, 11 ]) over AsField( NF(12,
    [ 1, 11 ]), NF(60,[ 1, 11 ]) ) of a group of size 4>,
  [ 3/2, <crossed product with center NF(8,[ 1, 7 ]) over AsField( NF(8,
        [ 1, 7 ]), NF(40,[ 1, 31 ]) ) of a group of size 4> ] ]  

</pre></div>

<p><a id="X8710F98A85F0DD29" name="X8710F98A85F0DD29"></a></p>

<h5>2.1-2 WedderburnDecompositionInfo</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; WedderburnDecompositionInfo</code>( <var class="Arg">FG</var> )</td><td class="tdright">( attribute )</td></tr></table></div>
<p>Returns: A list with each entry a numerical description of a <em>cyclotomic algebra</em> (<a href="chap9_mj.html#X8099A8C784255672"><span class="RefLink">9.11</span></a>).</p>

<p>The input <var class="Arg">FG</var> should be a group algebra of a finite group <span class="SimpleMath">\(G\)</span> over the field <span class="SimpleMath">\(F\)</span>, where <span class="SimpleMath">\(F\)</span> is either an abelian number field (i.e. a subfield of a finite cyclotomic extension of the rationals) or a finite field of characteristic coprime to the order of <span class="SimpleMath">\(G\)</span>.</p>

<p>This function is a numerical counterpart of <code class="func">WedderburnDecomposition</code> (<a href="chap2_mj.html#X7F1779ED8777F3E7"><span class="RefLink">2.1-1</span></a>).</p>

<p>It returns a list formed by lists of lengths 2, 4 or 5.</p>

<p>The lists of length 2 are of the form</p>

<p class="center">\[
         [n,F],
         \]</p>

<p>where <span class="SimpleMath">\(n\)</span> is a positive integer and <span class="SimpleMath">\(F\)</span> is a field. It represents the <span class="SimpleMath">\(n\times n\)</span> matrix algebra <span class="SimpleMath">\(M_n(F)\)</span> over the field <span class="SimpleMath">\(F\)</span>.</p>

<p>The lists of length 4 are of the form</p>

<p class="center">\[
         [n,F,k,[d,\alpha,\beta]],
         \]</p>

<p>where <span class="SimpleMath">\(F\)</span> is a field and <span class="SimpleMath">\(n,k,d,\alpha,\beta\)</span> are non-negative integers, satisfying the conditions mentioned in Section <a href="chap9_mj.html#X84A142407B7565E0"><span class="RefLink">9.12</span></a>. It represents the <span class="SimpleMath">\(n\times n\)</span> matrix algebra <span class="SimpleMath">\(M_n(A)\)</span> over the cyclic algebra</p>

<p class="center">\[
         A=F(\xi_k)[u | \xi_k^u = \xi_k^{\alpha}, u^d = \xi_k^{\beta}],
         \]</p>

<p>where <span class="SimpleMath">\(\xi_k\)</span> is a primitive <span class="SimpleMath">\(k\)</span>-th root of unity.</p>

<p>The lists of length 5 are of the form</p>

<p class="center">\[
           [n,F,k,[d_i,\alpha_i,\beta_i]_{i=1}^m, [\gamma_{i,j}]_{1\le i < j \le m} ],
           \]</p>

<p>where <span class="SimpleMath">\(F\)</span> is a field and <span class="SimpleMath">\(n,k,d_i,\alpha_i,\beta_i,\gamma_{i,j}\)</span> are non-negative integers. It represents the <span class="SimpleMath">\(n\times n\)</span> matrix algebra <span class="SimpleMath">\(M_n(A)\)</span> over the <em>cyclotomic algebra</em> (<a href="chap9_mj.html#X8099A8C784255672"><span class="RefLink">9.11</span></a>)</p>

<p class="center">\[
          A = F(\xi_k)[g_1,\ldots,g_m \mid 
          \xi_k^{g_i} = \xi_k^{\alpha_i}, g_i^{d_i}=\xi_k^{\beta_i}, 
                        g_jg_i=\xi_k^{\gamma_{ij}} g_i g_j],
          \]</p>

<p>where <span class="SimpleMath">\(\xi_k\)</span> is a primitive <span class="SimpleMath">\(k\)</span>-th root of unity (see <a href="chap9_mj.html#X84A142407B7565E0"><span class="RefLink">9.12</span></a>).</p>


<div class="example"><pre>

<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecompositionInfo( GroupRing( Rationals, DihedralGroup(16) ) );</span>
[ [ 1, Rationals ], [ 1, Rationals ], [ 1, Rationals ], [ 1, Rationals ], 
  [ 2, Rationals ], [ 2, NF(8,[ 1, 7 ]) ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecompositionInfo( GroupRing( CF(5), DihedralGroup(16) ) );</span>
[ [ 1, CF(5) ], [ 1, CF(5) ], [ 1, CF(5) ], [ 1, CF(5) ], [ 2, CF(5) ], 
  [ 2, NF(40,[ 1, 31 ]) ] ]

</pre></div>

<p>The interpretation of the previous example gives rise to the following <em>Wedderburn decompositions</em> (<a href="chap9_mj.html#X84BB4A6081EAE905"><span class="RefLink">9.3</span></a>), where <span class="SimpleMath">\(D_{16}\)</span> is the dihedral group of order 16 and <span class="SimpleMath">\(\xi_5\)</span> is a primitive <span class="SimpleMath">\(5\)</span>-th root of unity.</p>

<p class="center">\[
  ℚ D_{16} = 4 ℚ \oplus M_2( ℚ ) \oplus M_2( ℚ (\sqrt{2})).  
  \]</p>

<p class="center">\[
  ℚ (\xi_5) D_{16} = 4 ℚ (\xi_5) \oplus 
                 M_2( ℚ (\xi_5)) \oplus 
                 M_2( ℚ (\xi_5,\sqrt{2})).  
  \]</p>


<div class="example"><pre>

<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">F:=FreeGroup("a","b");;a:=F.1;;b:=F.2;;rel:=[a^8,a^4*b^2,b^-1*a*b*a];;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">Q16:=F/rel;; QQ16:=GroupRing( Rationals, Q16 );;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">QS4:=GroupRing( Rationals, SymmetricGroup(4) );;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecomposition(QQ16);</span>
[ Rationals, Rationals, Rationals, Rationals, ( Rationals^[ 2, 2 ] ),
  <crossed product with center NF(8,[ 1, 7 ]) over AsField( NF(8,
    [ 1, 7 ]), CF(8) ) of a group of size 2> ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecomposition( QS4 );</span>
[ Rationals, Rationals, <crossed product with center Rationals over CF(
    3) of a group of size 2>, ( Rationals^[ 3, 3 ] ), ( Rationals^[ 3, 3 ] ) ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecompositionInfo(QQ16);</span>
[ [ 1, Rationals ], [ 1, Rationals ], [ 1, Rationals ], [ 1, Rationals ], 
  [ 2, Rationals ], [ 1, NF(8,[ 1, 7 ]), 8, [ 2, 7, 4 ] ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecompositionInfo(QS4);  </span>
[ [ 1, Rationals ], [ 1, Rationals ], [ 2, Rationals ], [ 3, Rationals ], 
  [ 3, Rationals ] ]

</pre></div>

<p>In the previous example we computed the Wedderburn decomposition of the rational group algebra <span class="SimpleMath">\(ℚ Q_{16}\)</span> of the quaternion group of order <span class="SimpleMath">\(16\)</span> and the rational group algebra <span class="SimpleMath">\(ℚ S_{4}\)</span> of the symmetric group on four letters. For the two group algebras we used both <code class="func">WedderburnDecomposition</code> (<a href="chap2_mj.html#X7F1779ED8777F3E7"><span class="RefLink">2.1-1</span></a>) and <code class="func">WedderburnDecompositionInfo</code>.</p>

<p>The output of <code class="func">WedderburnDecomposition</code> (<a href="chap2_mj.html#X7F1779ED8777F3E7"><span class="RefLink">2.1-1</span></a>) shows that</p>

<p class="center">\[
  ℚ Q_{16} = 4 ℚ \oplus M_2( ℚ ) \oplus A,
  \]</p>

<p class="center">\[
  ℚ S_{4} = 2 ℚ \oplus 2 M_3( ℚ ) \oplus B,
  \]</p>

<p>where <span class="SimpleMath">\(A\)</span> and <span class="SimpleMath">\(B\)</span> are <em>crossed products</em> (<a href="chap9_mj.html#X7FB21779832CE1CB"><span class="RefLink">9.6</span></a>) with coefficients in the cyclotomic fields <span class="SimpleMath">\(ℚ (\xi_8)\)</span> and <span class="SimpleMath">\(ℚ (\xi_3)\)</span> respectively. This output can be used as a <strong class="pkg">GAP</strong> object, but it does not give clear information on the structure of the algebras <span class="SimpleMath">\(A\)</span> and <span class="SimpleMath">\(B\)</span>.</p>

<p>The numerical information displayed by <code class="func">WedderburnDecompositionInfo</code> means that</p>

<p class="center">\[
  A = ℚ (\xi|\xi^8=1)[g | \xi^g = \xi^7 = \xi^{-1}, g^2 = \xi^4 = -1],
  \]</p>

<p class="center">\[
  B = ℚ (\xi|\xi^3=1)[g | \xi^g = \xi^2 = \xi^{-1}, g^2 = 1].
  \]</p>

<p>Both <span class="SimpleMath">\(A\)</span> and <span class="SimpleMath">\(B\)</span> are quaternion algebras over its centre which is <span class="SimpleMath">\(ℚ (\xi+\xi^{-1})\)</span> and the former is equal to <span class="SimpleMath">\(ℚ (\sqrt{2})\)</span> and <span class="SimpleMath">\(ℚ\)</span> respectively.</p>

<p>In <span class="SimpleMath">\(B\)</span>, one has <span class="SimpleMath">\((g+1)(g-1)=0\)</span>, while <span class="SimpleMath">\(g\)</span> is neither <span class="SimpleMath">\(1\)</span> nor <span class="SimpleMath">\(-1\)</span>. This shows that <span class="SimpleMath">\(B=M_2( ℚ )\)</span>. However the relation <span class="SimpleMath">\(g^2=-1\)</span> in <span class="SimpleMath">\(A\)</span> shows that</p>

<p class="center">\[
  A=ℚ (\sqrt{2})[i,g|i^2=g^2=-1,ig=-gi]
  \]</p>

<p>and so <span class="SimpleMath">\(A\)</span> is a division algebra with centre <span class="SimpleMath">\(ℚ (\sqrt{2})\)</span>, which is a subalgebra of the algebra of Hamiltonian quaternions. This could be deduced also using well known methods on cyclic algebras (see e.g. <a href="chapBib_mj.html#biBR">[Rei03]</a>).</p>

<p>The next example shows the output of <code class="code">WedderburnDecompositionInfo</code> for <span class="SimpleMath">\(ℚ G\)</span> and <span class="SimpleMath">\(ℚ (\xi_3) G\)</span>, where <span class="SimpleMath">\(G=SmallGroup(48,15)\)</span>. The user can compare it with the output of <code class="func">WedderburnDecomposition</code> (<a href="chap2_mj.html#X7F1779ED8777F3E7"><span class="RefLink">2.1-1</span></a>) for the same group in the previous section. Notice that the last entry of the <em>Wedderburn decomposition</em> (<a href="chap9_mj.html#X84BB4A6081EAE905"><span class="RefLink">9.3</span></a>) of <span class="SimpleMath">\(ℚ G\)</span> is not given as a matrix algebra of a cyclic algebra. However, the corresponding entry of <span class="SimpleMath">\(ℚ (\xi_3) G\)</span> is a matrix algebra of a cyclic algebra.</p>


<div class="example"><pre>

<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecompositionInfo( GroupRing( Rationals, SmallGroup(48,15) ) );</span>
[ [ 1, Rationals ], [ 1, Rationals ], [ 1, Rationals ], [ 1, Rationals ], 
  [ 2, Rationals ], [ 2, Rationals ], [ 2, Rationals ], [ 2, NF(8,[ 1, 7 ]) ],
  [ 2, CF(3) ], [ 1, Rationals, 12, [ [ 2, 5, 3 ], [ 2, 7, 0 ] ], [ [ 3 ] ] ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecompositionInfo( GroupRing( CF(3), SmallGroup(48,15) ) );</span>
[ [ 1, CF(3) ], [ 1, CF(3) ], [ 1, CF(3) ], [ 1, CF(3) ], [ 2, CF(3) ], 
  [ 2, CF(3) ], [ 2, CF(3) ], [ 2, NF(24,[ 1, 7 ]) ], [ 2, CF(3) ], 
  [ 2, CF(3) ], [ 4, CF(3) ] ]

</pre></div>

<p>In some cases some of the first entries of the output of <code class="func">WedderburnDecompositionInfo</code> are not integers and so the correspoding <em>Wedderburn components</em> (<a href="chap9_mj.html#X84BB4A6081EAE905"><span class="RefLink">9.3</span></a>) are given as "fractional matrix algebras" of <em>cyclotomic algebras</em> (<a href="chap9_mj.html#X8099A8C784255672"><span class="RefLink">9.11</span></a>). See <a href="chap9_mj.html#X84BB4A6081EAE905"><span class="RefLink">9.3</span></a> for a theoretical explanation of this phenomenon. In that case a warning message will be displayed during the first call of <code class="code">WedderburnDecompositionInfo</code>.</p>


<div class="example"><pre>

<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">QG:=GroupRing(Rationals,SmallGroup(240,89));</span>
<algebra-with-one over Rationals, with 2 generators>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">WedderburnDecompositionInfo(QG);</span>
Wedderga: Warning!!! 
Some of the Wedderburn components displayed are FRACTIONAL MATRIX ALGEBRAS!!!

[ [ 1, Rationals ], [ 1, Rationals ], [ 1, Rationals, 10, [ 4, 3, 5 ] ],
  [ 4, Rationals ], [ 4, Rationals ], [ 5, Rationals ], [ 5, Rationals ],
  [ 6, Rationals ], [ 1, NF(12,[ 1, 11 ]), 10, [ 4, 3, 5 ] ],
  [ 3/2, NF(8,[ 1, 7 ]), 10, [ 4, 3, 5 ] ] ]

</pre></div>

<p>The interpretation of the output in the previous example gives rise to the following <em>Wedderburn decomposition</em> (<a href="chap9_mj.html#X84BB4A6081EAE905"><span class="RefLink">9.3</span></a>) of <span class="SimpleMath">\(ℚ G\)</span> for <span class="SimpleMath">\(G\)</span> the small group <span class="SimpleMath">\([240,89]\)</span>:</p>

<p class="center">\[
    ℚ G = 2 ℚ \oplus 2 M_4( ℚ ) \oplus 
           2 M_5( ℚ ) \oplus M_6( ℚ ) \oplus A \oplus B \oplus C
    \]</p>

<p>where</p>

<p class="center">\[
    A = ℚ (\xi_{10})[u|\xi_{10}^u = \xi_{10}^3, u^4 = -1],
    \]</p>

<p><span class="SimpleMath">\(B\)</span> is an algebra of degree <span class="SimpleMath">\((4*2 )/2 = 4 \)</span> which is <em>Brauer equivalent</em> (<a href="chap9_mj.html#X7A24D5407F72C633"><span class="RefLink">9.5</span></a>) to</p>

<p class="center">\[
    B_1 = ℚ (\xi_{60})[u,v|\xi_{60}^u = \xi_{60}^{13}, 
                          u^4 = \xi_{60}^5, 
                          \xi_{60}^v = \xi_{60}^{11}, v^2 = 1, vu=uv],
    \]</p>

<p>and <span class="SimpleMath">\(C\)</span> is an algebra of degree <span class="SimpleMath">\((4*2)*3/4 = 6 \)</span> which is <em>Brauer equivalent</em> (<a href="chap9_mj.html#X7A24D5407F72C633"><span class="RefLink">9.5</span></a>) to</p>

<p class="center">\[
    C_1 = ℚ (\xi_{60})[u,v|\xi_{60}^u = \xi_{60}^7, 
                          u^4 = \xi_{60}^5, 
                          \xi_{60}^v = \xi_{60}^{31}, v^2 = 1, vu=uv].
    \]</p>

<p>The precise description of <span class="SimpleMath">\(B\)</span> and <span class="SimpleMath">\(C\)</span> requires the usage of "ad hoc" arguments.</p>

<p><a id="X7D06959F7D444C55" name="X7D06959F7D444C55"></a></p>

<h4>2.2 <span class="Heading">Simple quotients</span></h4>

<p><a id="X8349114C83161C2D" name="X8349114C83161C2D"></a></p>

<h5>2.2-1 SimpleAlgebraByCharacter</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; SimpleAlgebraByCharacter</code>( <var class="Arg">FG</var>, <var class="Arg">chi</var> )</td><td class="tdright">( operation )</td></tr></table></div>
<p>Returns: A simple algebra.</p>

<p>The first input <var class="Arg">FG</var> should be a <em>semisimple group algebra</em> (<a href="chap9_mj.html#X7FDD93FB79ADCC91"><span class="RefLink">9.2</span></a>) over a finite group <span class="SimpleMath">\(G\)</span> and the second input should be an irreducible character of <span class="SimpleMath">\(G\)</span>.</p>

<p>The output is a matrix algebra of a <em>cyclotomic algebras</em> (<a href="chap9_mj.html#X8099A8C784255672"><span class="RefLink">9.11</span></a>) which is isomorphic to the unique <em>Wedderburn component</em> (<a href="chap9_mj.html#X84BB4A6081EAE905"><span class="RefLink">9.3</span></a>) <span class="SimpleMath">\(A\)</span> of <var class="Arg">FG</var> such that <span class="SimpleMath">\(\chi(A)\ne 0\)</span>.</p>


<div class="example"><pre>

<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">A5 := AlternatingGroup(5);</span>
Alt( [ 1 .. 5 ] )
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">chi := First(Irr( A5 ), chi -> Degree(chi) = 3);;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">SimpleAlgebraByCharacter( GroupRing( Rationals, A5 ), chi );</span>
( NF(5,[ 1, 4 ])^[ 3, 3 ] )
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">SimpleAlgebraByCharacter( GroupRing( GF(7), A5 ), chi );</span>
( GF(7^2)^[ 3, 3 ] )
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">G:=SmallGroup(128,100);               </span>
<pc group of size 128 with 7 generators>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">chi4:=Filtered(Irr(G),x->Degree(x)=4);;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">List(chi4,x->SimpleAlgebraByCharacter(GroupRing(Rationals,G),x));</span>
[ ( <crossed product with center NF(8,[ 1, 3 ]) over AsField( NF(8,
    [ 1, 3 ]), CF(8) ) of a group of size 2>^[ 2, 2 ] ), 
  ( <crossed product with center NF(8,[ 1, 3 ]) over AsField( NF(8,
    [ 1, 3 ]), CF(8) ) of a group of size 2>^[ 2, 2 ] ), 
  ( <crossed product with center NF(8,[ 1, 3 ]) over AsField( NF(8,
    [ 1, 3 ]), CF(8) ) of a group of size 2>^[ 2, 2 ] ), 
  ( <crossed product with center NF(8,[ 1, 3 ]) over AsField( NF(8,
    [ 1, 3 ]), CF(8) ) of a group of size 2>^[ 2, 2 ] ) ]

</pre></div>

<p><a id="X876FD2367E64462D" name="X876FD2367E64462D"></a></p>

<h5>2.2-2 SimpleAlgebraByCharacterInfo</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; SimpleAlgebraByCharacterInfo</code>( <var class="Arg">FG</var>, <var class="Arg">chi</var> )</td><td class="tdright">( operation )</td></tr></table></div>
<p>Returns: The numerical description of the output of <code class="func">SimpleAlgebraByCharacter</code> (<a href="chap2_mj.html#X8349114C83161C2D"><span class="RefLink">2.2-1</span></a>).</p>

<p>The first input <var class="Arg">FG</var> is a <em>semisimple group algebra</em> (<a href="chap9_mj.html#X7FDD93FB79ADCC91"><span class="RefLink">9.2</span></a>) over a finite group <span class="SimpleMath">\(G\)</span> and the second input is an irreducible character of <span class="SimpleMath">\(G\)</span>.</p>

<p>The output is the numerical description <a href="chap9_mj.html#X84A142407B7565E0"><span class="RefLink">9.12</span></a> of the <em>cyclotomic algebra</em> (<a href="chap9_mj.html#X8099A8C784255672"><span class="RefLink">9.11</span></a>) which is isomorphic to the unique <em>Wedderburn component</em> (<a href="chap9_mj.html#X84BB4A6081EAE905"><span class="RefLink">9.3</span></a>) <span class="SimpleMath">\(A\)</span> of <var class="Arg">FG</var> such that <span class="SimpleMath">\(\chi(A)\ne 0\)</span>.</p>

<p>See <a href="chap9_mj.html#X84A142407B7565E0"><span class="RefLink">9.12</span></a> for the interpretation of the numerical information given by the output.</p>


<div class="example"><pre>

<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">G:=SmallGroup(128,100);</span>
<pc group of size 128 with 7 generators>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">QG:=GroupRing(Rationals,G);</span>
<algebra-with-one over Rationals, with 7 generators>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">chi4:=Filtered(Irr(G),x->Degree(x)=4);;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">List(chi4,x->SimpleAlgebraByCharacterInfo(QG,x));</span>
[ [ 4, NF(8,[ 1, 3 ]) ], [ 4, NF(8,[ 1, 3 ]) ], [ 4, NF(8,[ 1, 3 ]) ], 
  [ 4, NF(8,[ 1, 3 ]) ] ]

</pre></div>

<p><a id="X812D667D7D913EB5" name="X812D667D7D913EB5"></a></p>

<h5>2.2-3 SimpleAlgebraByStrongSP</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; SimpleAlgebraByStrongSP</code>( <var class="Arg">QG</var>, <var class="Arg">K</var>, <var class="Arg">H</var> )</td><td class="tdright">( operation )</td></tr></table></div>
<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; SimpleAlgebraByStrongSPNC</code>( <var class="Arg">QG</var>, <var class="Arg">K</var>, <var class="Arg">H</var> )</td><td class="tdright">( operation )</td></tr></table></div>
<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; SimpleAlgebraByStrongSP</code>( <var class="Arg">FG</var>, <var class="Arg">K</var>, <var class="Arg">H</var>, <var class="Arg">C</var> )</td><td class="tdright">( operation )</td></tr></table></div>
<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; SimpleAlgebraByStrongSPNC</code>( <var class="Arg">FG</var>, <var class="Arg">K</var>, <var class="Arg">H</var>, <var class="Arg">C</var> )</td><td class="tdright">( operation )</td></tr></table></div>
<p>Returns: A simple algebra.</p>

<p>In the three-argument version the input must be formed by a <em>semisimple rational group algebra</em> <var class="Arg">QG</var> (see <a href="chap9_mj.html#X7FDD93FB79ADCC91"><span class="RefLink">9.2</span></a>) and two subgroups <var class="Arg">K</var> and <var class="Arg">H</var> of <span class="SimpleMath">\(G\)</span> which form a <em>strong Shoda pair</em> (<a href="chap9_mj.html#X7E3479527BAE5B9E"><span class="RefLink">9.15</span></a>) of <span class="SimpleMath">\(G\)</span>.</p>

<p>The three-argument version returns the Wedderburn component (<a href="chap9_mj.html#X84BB4A6081EAE905"><span class="RefLink">9.3</span></a>) of the rational group algebra <var class="Arg">QG</var> realized by the strong Shoda pair (<var class="Arg">K</var>,<var class="Arg">H</var>).</p>

<p>In the four-argument version the first argument is a semisimple finite group algebra <var class="Arg">FG</var>, <var class="Arg">(K,H)</var> is a strong Shoda pair of <span class="SimpleMath">\(G\)</span> and the fourth input data is either a generating <span class="SimpleMath">\(q\)</span>-cyclotomic class modulo the index of <var class="Arg">H</var> in <var class="Arg">K</var> or a representative of a generating <span class="SimpleMath">\(q\)</span>-cyclotomic class modulo the index of <var class="Arg">H</var> in <var class="Arg">K</var> (see <a href="chap9_mj.html#X800D8C5087D79DC8"><span class="RefLink">9.19</span></a>).</p>

<p>The four-argument version returns the Wedderburn component (<a href="chap9_mj.html#X84BB4A6081EAE905"><span class="RefLink">9.3</span></a>) of the finite group algebra <var class="Arg">FG</var> realized by the strong Shoda pair (<var class="Arg">K</var>,<var class="Arg">H</var>) and the cyclotomic class <var class="Arg">C</var> (or the cyclotomic class containing <var class="Arg">C</var>).</p>

<p>The versions ending in NC do not check if (<var class="Arg">K</var>,<var class="Arg">H</var>) is a strong Shoda pair of <span class="SimpleMath">\(G\)</span>. In the four-argument version it is also not checked whether <var class="Arg">C</var> is either a generating <span class="SimpleMath">\(q\)</span>-cyclotomic class modulo the index of <var class="Arg">H</var> in <var class="Arg">K</var> or an integer coprime to the index of <var class="Arg">H</var> in <var class="Arg">K</var>.</p>


<div class="example"><pre>

<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">F:=FreeGroup("a","b");; a:=F.1;; b:=F.2;;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">G:=F/[ a^16, b^2*a^8, b^-1*a*b*a^9 ];; a:=G.1;; b:=G.2;;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">K:=Subgroup(G,[a]);; H:=Subgroup(G,[]);;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">QG:=GroupRing( Rationals, G );;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">FG:=GroupRing( GF(7), G );;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">SimpleAlgebraByStrongSP( QG, K, H );</span>
<crossed product over CF(16) of a group of size 2>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">SimpleAlgebraByStrongSP( FG, K, H, [1,7] );</span>
( GF(7)^[ 2, 2 ] )
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">SimpleAlgebraByStrongSP( FG, K, H, 1 );</span>
( GF(7)^[ 2, 2 ] )

</pre></div>

<p><a id="X858152C882129A0B" name="X858152C882129A0B"></a></p>

<h5>2.2-4 SimpleAlgebraByStrongSPInfo</h5>

<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; SimpleAlgebraByStrongSPInfo</code>( <var class="Arg">QG</var>, <var class="Arg">K</var>, <var class="Arg">H</var> )</td><td class="tdright">( operation )</td></tr></table></div>
<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; SimpleAlgebraByStrongSPInfoNC</code>( <var class="Arg">QG</var>, <var class="Arg">K</var>, <var class="Arg">H</var> )</td><td class="tdright">( operation )</td></tr></table></div>
<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; SimpleAlgebraByStrongSPInfo</code>( <var class="Arg">FG</var>, <var class="Arg">K</var>, <var class="Arg">H</var>, <var class="Arg">C</var> )</td><td class="tdright">( operation )</td></tr></table></div>
<div class="func"><table class="func" width="100%"><tr><td class="tdleft"><code class="func">&#an style='color: green'>8227; SimpleAlgebraByStrongSPInfoNC</code>( <var class="Arg">FG</var>, <var class="Arg">K</var>, <var class="Arg">H</var>, <var class="Arg">C</var> )</td><td class="tdright">( operation )</td></tr></table></div>
<p>Returns: A numerical description of one simple algebra.</p>

<p>In the three-argument version the input must be formed by a <em>semisimple rational group algebra</em> (<a href="chap9_mj.html#X7FDD93FB79ADCC91"><span class="RefLink">9.2</span></a>) <var class="Arg">QG</var> and two subgroups <var class="Arg">K</var> and <var class="Arg">H</var> of <span class="SimpleMath">\(G\)</span> which form a <em>strong Shoda pair</em> (<a href="chap9_mj.html#X7E3479527BAE5B9E"><span class="RefLink">9.15</span></a>) of <span class="SimpleMath">\(G\)</span>. It returns the numerical information describing the Wedderburn component (<a href="chap9_mj.html#X84A142407B7565E0"><span class="RefLink">9.12</span></a>) of the rational group algebra <var class="Arg">QG</var> realized by a the strong Shoda pair (<var class="Arg">K</var>,<var class="Arg">H</var>).</p>

<p>In the four-argument version the first input is a semisimple finite group algebra <var class="Arg">FG</var>, <var class="Arg">(K,H)</var> is a strong Shoda pair of <span class="SimpleMath">\(G\)</span> and the fourth input data is either a generating <span class="SimpleMath">\(q\)</span>-cyclotomic class modulo the index of <var class="Arg">H</var> in <var class="Arg">K</var> or a representative of a generating <span class="SimpleMath">\(q\)</span>-cyclotomic class modulo the index of <var class="Arg">H</var> in <var class="Arg">K</var> (<a href="chap9_mj.html#X800D8C5087D79DC8"><span class="RefLink">9.19</span></a>). It returns a pair of positive integers <span class="SimpleMath">\([n,r]\)</span> which represent the <span class="SimpleMath">\(n\times n\)</span> matrix algebra over the field of order <span class="SimpleMath">\(r\)</span> which is isomorphic to the Wedderburn component of <var class="Arg">FG</var> realized by a the strong Shoda pair (<var class="Arg">K</var>,<var class="Arg">H</var>) and the cyclotomic class <var class="Arg">C</var> (or the cyclotomic class containing the integer <var class="Arg">C</var>).</p>

<p>The versions ending in NC do not check if (<var class="Arg">K</var>,<var class="Arg">H</var>) is a strong Shoda pair of <span class="SimpleMath">\(G\)</span>. In the four-argument version it is also not checked whether <var class="Arg">C</var> is either a generating <span class="SimpleMath">\(q\)</span>-cyclotomic class modulo the index of <var class="Arg">H</var> in <var class="Arg">K</var> or an integer coprime with the index of <var class="Arg">H</var> in <var class="Arg">K</var>.</p>


<div class="example"><pre>

<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">F:=FreeGroup("a","b");; a:=F.1;; b:=F.2;;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">G:=F/[ a^16, b^2*a^8, b^-1*a*b*a^9 ];; a:=G.1;; b:=G.2;;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">K:=Subgroup(G,[a]);; H:=Subgroup(G,[]);; </span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">QG:=GroupRing( Rationals, G );;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">FG:=GroupRing( GF(7), G );;</span>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">SimpleAlgebraByStrongSP( QG, K, H );</span>
<crossed product over CF(16) of a group of size 2>
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">SimpleAlgebraByStrongSPInfo( QG, K, H );</span>
[ 1, NF(16,[ 1, 7 ]), 16, [ [ 2, 7, 8 ] ], [  ] ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">SimpleAlgebraByStrongSPInfo( FG, K, H, [1,7] );</span>
[ 2, 7 ]
<span class="GAPprompt">gap></span> <span class="GAPinput">SimpleAlgebraByStrongSPInfo( FG, K, H, 1 );</span>
[ 2, 7 ]

</pre></div>


<div class="chlinkprevnextbot"> <a href="chap0_mj.html">[Top of Book]</a>   <a href="chap0_mj.html#contents">[Contents]</a>    <a href="chap1_mj.html">[Previous Chapter]</a>    <a href="chap3_mj.html">[Next Chapter]</a>   </div>


<div class="chlinkbot"><span class="chlink1">Goto Chapter: </span><a href="chap0_mj.html">Top</a>  <a href="chap1_mj.html">1</a>  <a href="chap2_mj.html">2</a>  <a href="chap3_mj.html">3</a>  <a href="chap4_mj.html">4</a>  <a href="chap5_mj.html">5</a>  <a href="chap6_mj.html">6</a>  <a href="chap7_mj.html">7</a>  <a href="chap8_mj.html">8</a>  <a href="chap9_mj.html">9</a>  <a href="chapBib_mj.html">Bib</a>  <a href="chapInd_mj.html">Ind</a>  </div>

<hr />
<p class="foot">generated by <a href="https://www.math.rwth-aachen.de/~Frank.Luebeck/GAPDoc">GAPDoc2HTML</a></p>
</body>
</html>

Messung V0.5 in Prozent
C=100 H=100 G=100

[zur Elbe Produktseite wechseln0.309QuellennavigatorsAnalyse erneut starten2026-09-28]

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Open Source Software

     Quellcodebibliothek
     Eigene Quellcodes
     Fremde Quellcodes
     Suchen

Jenseits des Üblichen ....
    

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Statistik
#Sources=7299
#Domains=4598