Matematické Fórum


1. 8. 2026 (L) Fórum bude brzy uzavřeno 😿

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 29. 12. 2018 23:09

MartinF22
Příspěvky: 387
Reputace:   
 

Dihedrálna grupa

Dobrý večer, mám za úlohu v jednotlivých dihedrálnych grupách $D_{4},D_{7},D_{8}$ upraviť dané súčiny na čo najjednoduchší tvar. Mohol by mi niekto prosím načrtnúť, kde začať a ako na to?

Ďakujem.

//forum.matweb.cz/upload3/img/2018-12/21323_IMG_20181229_225526.jpg

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) MartinF22)

#2 30. 12. 2018 00:41 — Editoval jardofpr (30. 12. 2018 01:06)

jardofpr
Příspěvky: 1241
Reputace:   88 
 

Re: Dihedrálna grupa

ahoj ↑ MartinF22:

nie som primárne algebraik ale príde mi to že by šlo využiť základné pravidlá pre počítanie s prvkami v týchto grupách

prvý poznatok je že každý z tých súčinov keďže sme na grupe predstavuje jeden z elementov danej grupy $D_n$
podľa tvaru tých súčinov to vyzerá že používate konvenciu reflexie $s$ podľa fixnej spojnice vrcholov/stredov strán a vyjadrenie ostatných reflexií je pomocou súčinu s rotáciou, ak je to inak tak ma oprav prosím
grupa $D_n$ teda obsahuje rotácie $r^0=1, r, r^2,\dots,r^{n-1}$ a reflexie $s,rs,r^2s,\dots,r^{n-1}s$
keď každý z tých súčinov z príkladu dostaneš do tohoto tvaru tak si hotový, jednoduchšie to už nejde zapísať

v prvom kroku by som sa zbavil "zbytočných mocnín",
keď nasledujú priamo za sebou r-ká alebo s-ká s rôznymi mocninami tak bezpečne $r^kr^l=r^{k+l}$, to isté pre s-ká

v druhom kroku by som využil rozmer samotnej grupy, napr.v grupe $D_n$ je $r^{n+k}=r^k$ keďže $r^n=1$
čo sa týka reflexie (ak platí konvencia ktorú opisujem vyššie) tak $s^{2k}=1$ a $s^{2k+1}=s$, špeciálne $s^{-1}=s$

potom nakoniec na vzniknutom súčine by som sa snažil šikovne využiť pravidlá $srs^{-1}=srs=r^{-1}$, $sr=r^{-1}s$, $sr^k=r^{-k}s$

príklad na tom čo vidím z prvého súčinu v grupe $D_4$ v tvojom obrázku:

$r^3s^4r^{-1}r^5srs = r^3(s^4)(r^{-1}r^5)srs=r^3(r^4)srs=r^3srs=r^3(srs)=r^3r^{-1}=r^2$ čo už je najjednoduchší zápis

kde je postupne použité $s^4=1$, potom že v grupe $D_4$ je $r^4=1$, a nakoniec $srs=r^{-1}$, plus to sčítavanie mocnín priebežne

Offline

 

#3 30. 12. 2018 11:27

MartinF22
Příspěvky: 387
Reputace:   
 

Re: Dihedrálna grupa

↑ jardofpr:
Dobrý deň, ďakujem Vám za odpoveď.

Dihedrálnu grupu sme zapisovali ako $D_{n} = \langle r,s\vert r^{n} = e,s^{2} = e,rs = sr^{-1}\rangle$ (myslím, že je to zápis pomocou generátorov grupy).
Skúsil som to druhé zadanie v $D_{7}$, mohli by ste sa prosím pozrieť, či je to správne, poprípade či by sa to nedalo aj jednoduchším spôsobom?

Ďakujem Vám.

//forum.matweb.cz/upload3/img/2018-12/65622_IMG_20181230_111847.jpg

Offline

 

#4 30. 12. 2018 13:22 — Editoval jardofpr (30. 12. 2018 13:24)

jardofpr
Příspěvky: 1241
Reputace:   88 
 

Re: Dihedrálna grupa

↑ MartinF22:

výsledok je správny, jednoduchšie zapísať nejde ak sa pýtaš na to

ak sa pýtaš na jednoduchší spôsob, tak je to asi len otázka vkusu
ono prvé tri kroky $r^2$, $r^7r^2$ a $s$, $s$, t.j. celý prvý riadok ide napríklad urobiť v jednom kroku keďže medzi sebou
prvky ktoré upravuješ nemajú priamu interakciu
potom keď máš $sr^2sr^5$ dalo by sa rovno $sr^2s=r^{-2}$ podľa vzťahu čo som písal vyššie
takto využívaš priamo len to čo je zadané priamo v zápise grupy ale to je tiež v poriadku
niektorí učitelia dokonca preferujú podrobný rozpis ako máš ty pred zrýchleným zápisom výpočtu

osobne si myslím že nerobíš žiadne okľuky a ideš priamo k správnemu výsledku


btw ak by si si chcel urobiť kontrolu sám tak sa môžeš na prvky grupy $D_n$ pozrieť ako na otáčanie a zrkadlenie polygónu


na obrázku je heptagón a jeho rotácie a reflexie sú prvkami grupy $D_7$, reflexia oranžovou, rotácia zelenou,
fixné očíslovanie pozícií červenou

//forum.matweb.cz/upload3/img/2018-12/71594_heptagon.png

východzí stav usporiadania bodov na pozíciách od 1 po 7 je $ABCDEFG$

rotácia $r$ spôsobí že na pozície 1 až 7 prídu body $GABCDEF$, teda "vezme posledný a vopchá ho na začiatok"
inverzná rotácia $r^{-1}$ presne naopak

po reflexii $s$ aplikovanej na začiatočný stav dostaneme $AGFEDCB$, t.j. "fixne prvý a ostatné zoradí opačne"


môžme sledovať ako súčin z tvojho príkladu pre $D_7$ prezoradí heptagón

$(ABCDEFG)\stackrel{s}{\to}(AGFEDCB)\stackrel{r^9}{\to}(CBAGFED)\stackrel{s^5}{\to}(CDEFGAB)\stackrel{r^{-3}}{\to}(FGABCDE)\stackrel{r^5}{\to}(ABCDEFG)\dots$
$\dots\stackrel{s}{\to}(AGFEDCB)\stackrel{r}{\to}(BAGFEDC)\stackrel{s^5}{\to}(BCDEFGA)\stackrel{r^4}{\to}(EFGABCD)$

vypočítaný výsledok ho prezoradí rovnako lebo $(ABCDEFG)\stackrel{r^3}{\to}(EFGABCD)$

Offline

 

#5 30. 12. 2018 15:09

MartinF22
Příspěvky: 387
Reputace:   
 

Re: Dihedrálna grupa

↑ jardofpr:
Ďakujem Vám za detailné vysvetlenie. Mohol by som sa ešte spýtať, že pri tom poslednom príklade v $D_{8}$, ak mi vyšlo $r^{-3}$ tak je to to isté,ako $r^{5}$ ? Je to v oboch prípadoch otočenie o $225^\circ $ ? Ďakujem.

//forum.matweb.cz/upload3/img/2018-12/78917_IMG_20181230_140718.jpg

Offline

 

#6 30. 12. 2018 16:31 — Editoval jardofpr (30. 12. 2018 16:36)

jardofpr
Příspěvky: 1241
Reputace:   88 
 

Re: Dihedrálna grupa

↑ MartinF22:

áno, ako vravíš je to to isté

čo sa týka toho otočenia, tiež áno, len poznámku že ten obrázok s polygónom som myslel ako ilustráciu,
nie je ho samozrejme treba k danému pojmu z čisto abstraktného hľadiska

Offline

 

#7 30. 12. 2018 19:20

MartinF22
Příspěvky: 387
Reputace:   
 

Re: Dihedrálna grupa

↑ jardofpr:
Ďakujem!

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson