Диаграмма Кокстера – Дынкина - Coxeter–Dynkin diagram
В геометрия, а Диаграмма Кокстера – Дынкина (или же Диаграмма Кокстера, Граф Кокстера) это график с цифровыми обозначениями ребер (называемых ветви), представляющие пространственные отношения между набором зеркала (или отражающий гиперплоскости ). Он описывает калейдоскопический конструкция: каждый «узел» графа представляет собой зеркало (домен грань ), а метка, прикрепленная к ветви, кодирует двугранный угол порядок между двумя зеркалами (на домене гребень ), то есть величина, на которую можно умножить угол между отражающими плоскостями, чтобы получить 180 градусов. Непомеченная ветвь неявно представляет третий порядок (60 градусов).
Каждая диаграмма представляет собой Группа Кокстера, и группы Кокстера классифицируются по связанным с ними диаграммам.
Диаграммы Дынкина являются тесно связанными объектами, которые отличаются от диаграмм Кокстера в двух отношениях: во-первых, ветви с меткой "4" и выше являются направленный, а диаграммы Кокстера имеют вид ненаправленный; во-вторых, диаграммы Дынкина должны удовлетворять дополнительному (кристаллографический ) ограничение, а именно, что разрешены только метки ветвей 2, 3, 4 и 6. Диаграммы Дынкина соответствуют и используются для классификации корневые системы и поэтому полупростые алгебры Ли.[1]
Описание
Ветви диаграммы Кокстера – Дынкина помечены значком Рациональное число п, представляющий собой двугранный угол 180 ° /п. Когда п = 2 угол равен 90 °, и зеркала не взаимодействуют друг с другом, поэтому ответвление на схеме можно не указывать. Если ветка не помечена, предполагается, что она имеет п = 3, представляющий угол 60 °. Два параллельных зеркала имеют ответвление, отмеченное знаком «∞». В принципе, п зеркала могут быть представлены полный график в котором все п(п − 1) / 2 ветви нарисованы. На практике почти все интересные конфигурации зеркал включают ряд прямых углов, поэтому соответствующие ветви опускаются.
Диаграммы могут быть помечены их графической структурой. Первые формы, изученные Людвиг Шлефли являются орто-схемы которые имеют линейные графики, которые генерируют правильные многогранники и обычные соты. Плагиосхемы находятся симплексы представлен графами ветвления, и циклосхемы симплексы, представленные циклическими графами.
Матрица Шлефли
Каждой диаграмме Кокстера соответствует Матрица Шлефли (назван так в честь Людвиг Шлефли ), с матричными элементами ая, j = аj, я = −2cos (π / п) куда п - порядок ветвления между парами зеркал. Как матрица косинусов, его также называют Матрица грамиана после Йорген Педерсен Грам. Все Группа Кокстера Матрицы Шлефли симметричны, потому что их корневые векторы нормализованы. Это тесно связано с Матрица Картана, используемый в аналогичном, но ориентированном графе Диаграммы Дынкина в ограниченных случаях p = 2, 3, 4 и 6, которые в общем случае НЕ симметричны.
Определитель матрицы Шлефли, называемый Schläflian, а его знак определяет, является ли группа конечной (положительной), аффинной (нулевой), неопределенной (отрицательной). Это правило называется Критерий Шлефли.[2]
В собственные значения матрицы Шлефли определяет, имеет ли группа Кокстера конечный тип (все положительно), аффинный тип (все неотрицательные, по крайней мере, один равен нулю), или неопределенный тип (иначе). Неопределенный тип иногда дополнительно подразделяется, например на гиперболические и другие группы Кокстера. Однако существует несколько неэквивалентных определений гиперболических групп Кокстера. Мы используем следующее определение: группа Кокстера со связной диаграммой - это гиперболический если она не имеет ни конечного, ни аффинного типа, но каждая собственная связная поддиаграмма имеет конечный или аффинный тип. Гиперболическая группа Кокстера - это компактный если все подгруппы конечны (т.е. имеют положительные детерминанты), и паракомпакт если все его подгруппы конечны или аффинны (т.е. имеют неотрицательные детерминанты).
Конечные и аффинные группы также называются эллиптический и параболический соответственно. Гиперболические группы также называются Ланнером в честь Ф. Ланнера, который перечислил компактные гиперболические группы в 1950 г.[3] и Кошуля (или квази-Ланнара) для паракомпактных групп.
Группы Кокстера 2-го ранга
Для ранга 2 тип группы Кокстера полностью определяется определителем матрицы Шлефли, поскольку это просто произведение собственных значений: конечный тип (положительный определитель), аффинный тип (нулевой определитель) или гиперболический (отрицательный определитель) . Коксетер использует эквивалент скобка в котором перечислены последовательности порядков ветвления вместо графических диаграмм узел-ветвь. Рациональные решения [p / q], , также существуют, с gcd (p, q) = 1, которые определяют перекрывающиеся фундаментальные области. Например, 3/2, 4/3, 5/2, 5/3, 5/4. и 6/5.
Тип | Конечный | Аффинный | Гиперболический | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Геометрия | ... | |||||||
Coxeter | [ ] | [2] | [3] | [4] | [п] | [∞] | [∞] | [iπ / λ] |
Заказ | 2 | 4 | 6 | 8 | 2п | ∞ | ||
Зеркальные линии раскрашены в соответствии с узлами диаграммы Кокстера. Фундаментальные области окрашены попеременно. |
Диаграммы групп Кокстера ранга 2 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Заказ п | Группа | Диаграмма Кокстера | Матрица Шлефли | ||||
Детерминант (4-а21* а12) | |||||||
Конечный (Определитель> 0) | |||||||
2 | я2(2) = А1xA1 | [2] |