Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

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