Wikipedia

Aljabar Lie: Perbedaan antara revisi

Jelajahi riwayat secara interaktif
← Revisi sebelumnya
Konten dihapus Konten ditambahkan
VisualTeks wiki
~100% terjemahan mesin dan gak bisa dipahami, contoh kalimat: "Adapun cincin asosiatif, cita-cita tepatnya adalah kernel homomorfisme.... "
Bot5958 (bicara | kontrib)
Bot
29.612 suntingan
k Hapus tag referensi ganda (PW:CW No. 81) + perbaikan lainnya
 
(13 revisi perantara oleh 3 pengguna tidak ditampilkan)
Baris 1:
{{base tanpapenerjemahan|d=22|m=01|y=2021|i=14|ket=}}
{{redirect|Braket Lie|operasi pada bidang vektor|Braket Lie bidang vektor}}
{{Short description|ruang vektor dengan operasi biner alternatif yang memenuhi identitas Jacobi.}}
{{Grup Lie}}
{{RingTeori theorygelanggang sidebar}}
 
Dalam [[matematika]], '''aljabar Lie''' (pengucapan {{IPAc-en|l|iː}} "Lee") adalah [[ruang vektor]] <math>\mathfrak g</math> bersama dengan [[Operasi biner | operasi]] yang disebut '''braket Lie''', sebuah [[Peta multilinear alternatif|peta bilinear bergantian]] <math>\mathfrak g \times \mathfrak g \rightarrow \mathfrak g, \ (x, y) \mapsto [x, y]</math> adalah bagian dari [[identitas Jacobi]].{{efn|Tanda kurung {{math | [,]}} mewakili operasi bilinear "×"; seringkalisering kali, ini adalah [[komutator]]: {{math|[''x'',''y''] {{=}} ''x'' ''y'' − ''y'' ''x''}}, untuk produk asosiatif pada ruang vektor yang sama. Tapi belum tentu!}} Ruang vektor <math>\mathfrak g</math> bersama dengan operasi ini adalah [[aljabar non-asosiatif]], yang berarti bahwa kurung Lie belum tentu [[sifat asosiatif|asosiatif]].
 
Aljabar Lie berkaitan erat dengan [[grup Lie]], yaitu [[grup (matematika)|grup]] yang jugadengan [[lipatan halus]]: setiap grup Lie memunculkan aljabar Lie, yang merupakan ruang singgung identitasnya. Sebaliknya, untuk aljabar Lie berdimensi-hingga di atas bilangan riil atau kompleks, ada yang sesuaisebagai [[ruang penghubung|terhubungpenghubung]] dengan grup Lie hingga penutuppenutupan ([[Teoremateorema ketiga Lie]]). [[Grup Lie–korespondensi aljabar|Korespondensi]] ini memungkinkan seseorang untuk mempelajari struktur dan [[Daftar grup Lie sederhana|klasifikasi]] grup Lie dalam kaitannya dengan aljabar Lie.
 
Dalam fisika, grup Lie muncul sebagai grup simetri dari sistem fisik, dan aljabar Lie mereka (vektor tangen dekat identitas) dapat dianggap sebagai gerakan simetri yang sangat kecil. Jadi aljabar Lie dan representasi mereka digunakan secara luas dalam fisika, terutama dalam [[mekanika kuantum]] dan fisika partikel.
 
Contoh dasar adalah ruang vektor tiga dimensi <math>\mathfrak{g}=\mathbb{R}^3</math> dengan operasi braket yang ditentukan oleh [[produk silang]] <math>[x,y]=x\times y.</math> Simetris-miring dari <math>x\times y = -y\times x</math>, dan asosiatif, maka identitas Jacobi:
:<math> x\times(y\times z) \ =\ (x\times y)\times z \ +\ y\times(x\times z). </math>
Ini adalah aljabar Lie dari grup Lie [[grup rotasi 3D|rotasi ruang]], dan setiap vektor <math>v\in\R^3</math> dapat digambarkan sebagai rotasi yang sangat kecil di sekitar sumbu '' v '', dengan kecepatan yang sama dengan besarnyabesaran '' v ''. Braket Lie adalah ukuran non-komutatif antara dua rotasi: karena rotasi berjalan dengan sendirinya, kitamaka memiliki sifat <math>[x,x]=x\times x = 0</math>.
 
== Sejarah ==
Aljabar Lie diperkenalkan untuk mempelajari konsep [[transformasi infinitesimal]] oleh [[Sophus Lie|Marius Sophus Lie]] pada tahun 1870-an,<ref>{{harvnb|O'Connor|Robertson|2000}}</ref> dan ditemukan secara independen oleh [[Wilhelm Killing]]<ref>{{harvnb|O'Connor|Robertson|2005}}</ref> di tahun 1880-an. Nama ''aljabar Lie'' diberikan oleh [[Hermann Weyl]] pada tahun 1930-an; dalam teks yang lebih tualama, istilah ''grup infinitesimal'' digunakan.
 
== Definisi ==
=== Definisi aljabar Lie ===
Aljabar Lie adalah [[ruang vektor]] <math>\,\mathfrak{g}</math> di beberapa [[bidang (matematika) | bidang]] {{mvar | F}} dengan [[operasi biner]] <math>[\,\cdot\,,\cdot\,]: \mathfrak{g}\times\mathfrak{g}\to\mathfrak{g}</math> disebut braket Lie memenuhi aksioma berikut:{{efn|{{harvtxt|Bourbaki|1989|loc=Section 2.}} memungkinkan lebih umum untuk [[Modul (matematika)|modul]] melalui [[Gelanggang komutatif]]; dalam artikel ini, ini disebut [[#Gelanggang Lie | Gelanggang Lie]].}}
 
* [[Operasi Bilinear | Bilinearitas]],
::<math> [a x + b y, z] = a [x, z] + b [y, z], </math>
::<math> [z, a x + b y] = a[z, x] + b [z, y] </math>
:untuk skalar '' a '', '' b '' indalam '' F '' dan elemen '' x '', '' y '', '' z '' dalam <math>\mathfrak{g}</math>.
 
* [[Alternatisasi|Alternatif]],
::<math> [x,x]=0\ </math>
:untuk '' x '' dalam <math>\mathfrak{g}</math>.
 
* [[Identitas Jacobi]],
:: <math> [x,[y,z]] + [z,[x,y]] + [y,[z,x]] = 0 \ </math>
:untuk '' x '', '' y '', '' z '' dalam <math>\mathfrak{g}</math>.
 
Menggunakan bilinearitas untuk memperluas kurung Lie <math> [x+y,x+y] </math> dan menggunakan alternativitas menunjukkan bahwa <math> [x,y] + [y,x]=0\ </math> untuk elemen '' x '', '' y '' dalam <math>\mathfrak{g}</math>, yang menunjukkan bahwa bilinearitas dan alternativitas menyiratkansebagai
* [[Antikomutatif]],
:: <math> [x,y] = -[y,x],\ </math>
:untuk semua elemen '' x '', '' y '' dalam <math>\mathfrak{g}</math>. Jika [[Karakteristik (aljabar) | karakteristik]] bidang bukan 2 maka antikomutatifitas menyiratkansebagai alternatif.<ref>{{harvnb|Humphreys|1978|p=1}}</ref>
 
Merupakan kebiasaan untukUntuk menunjukkan aljabar Lie dengan huruf [[fraktur]] huruf kecil seperti <math>\mathfrak{g, h, b, n}</math>. Jika aljabar Lie dikaitkan dengan [[grup Lie]], maka aljabar tersebut dilambangkan dengan versi fraktur grup: misalnya aljabar Lie [[grup satuan khusus|SU(''n'')]] adalah <math>\mathfrak{su}(n)</math>.
 
=== Generator dan dimensi ===
Elemen aljabar Lie <math>\mathfrak{g}</math> dikatakan [[Generator (matematika) | menghasilkangenerator]] jika subaljabar terkecil yang berisimenggunakan elemen-elemen ini adalah <math>\mathfrak{g}</math>. '' Dimensi '' dari aljabar Lie adalah dimensinya sebagai ruang vektor di atas '' F ''. Kardinalitas himpunan pembangkit minimal dari aljabar Lie selalutetap kurang dari atau sama dengan dimensinya.
 
Lihat [[klasifikasi aljabar Lie berdimensi rendah]] untuk contoh kecil lainnya.
 
=== Subaljabar, ideal dan homomorfisme ===
Braket Lie tidak harus menggunakan [[asosiatif]], artinya <math>[[x,y],z]</math> tidak harus menggunakan <math>[x,[y,z]]</math>. Namun, ini [[aljabar fleksibel | fleksibel]]. Meskipun demikian, banyak terminologi asosiatifistilah [[gelanggang (matematika) | gelanggang]] asosiatif dan [[aljabar asosiatif | aljabar]] biasanya diterapkan pada aljabar Lie. ''Subaljabar Lie subaljabar'' adalah subruang <math>\mathfrak{h} \subseteq \mathfrak{g}</math> yangsebagai ditutuppenutupan di bawah braket Lie. Sebuah '' ideal Ideal'' <math>\mathfrak i\subseteq\mathfrak{g}</math> adalah subaljabar yang memenuhimenggunakan kondisi yang lebih kuatsederhana:<ref>Karena antikomutatifitas dari komutator, gagasan tentang ideal kiri dan kanan dalam aljabar Lie bertepatan.</ref>
 
:<math>[\mathfrak{g},\mathfrak i]\subseteq \mathfrak i.</math>
 
Aljabar Lie '' homomorfisme '' adalah peta linear kompatibel dengan tanda kurung Lie masing-masing:
 
:<math> \phi: \mathfrak{g}\to\mathfrak{g'}, \quad \phi([x,y])=[\phi(x),\phi(y)] \ \text{for all}\
x,y \in \mathfrak g. </math>
 
Adapun cincinGelanggang asosiatif, cita-citasebagai tepatnyaideal adalah [[kernel (aljabar) | kernel]] homomorfisme; menggunakan aljabar Lie <math>\mathfrak{g}</math> dan ideal <math>\mathfrak i</math> diuntuk dalamnya, seseorang membangunmenghasilkan '' aljabar faktor fungtor'' atau '' aljabar hasil bagi '' <math>\mathfrak{g}/\mathfrak i</math>, dan [[teorema isomorfisme pertama]] berlaku untuk Lie aljabar.
 
Karena barket Lie adalah sejenis [[komutator]] yanglebih sangatkecil kecil dari grup Lie yang sesuai, kita katakan bahwamaka dua elemen <math>x,y\in\mathfrak g</math> '' merubah diubah'' jika braket : <math>[x,y]=0</math>.
 
Subaljabar [[pemusat]] dari himpunan bagian <math>S\subset \mathfrak{g}</math> adalah himpunan elemen yang bepergian dengan '' S '': yaitu, <math>\mathfrak{z}_{\mathfrak g}(S) = \{x\in\mathfrak g\ \mid\ [x, s] = 0 \ \text{ untuk } s\in S\}</math>. Pemusat dari <math>\mathfrak{g}</math> adalah '' pusat '' <math>\mathfrak{z}(\mathfrak{g})</math>. Demikian pula, untuk subruang '' S '', subaljabar [[penormal]] dari '' S '' adalah <math>\mathfrak{n}_{\mathfrak g}(S) = \{x\in\mathfrak g\ \mid\ [x,s]\in S \ \text{ untuk}\ s\in S\}</math>.<ref>{{harvnb|Jacobson|1962|p=28}}</ref> SamaDengan halnya, jika '' S '' adalah subaljabar Lie, <math>\mathfrak{n}_{\mathfrak g}(S)</math> adalah subaljabar terbesar sehingga <math> S </math> adalah ideal dari <math>\mathfrak{n}_{\mathfrak g}(S)</math>.
 
==== Contoh ====
Baris 86 ⟶ 85:
\end{bmatrix}
 
\end{align}</math>}}maka <math>\mathfrak{d}(2)</math> adalah subaljabar, tapi bukankecuali ideal. FaktanyaMaka, karena setiap ruang sub-vektor satu dimensi dari aljabar Lie memilikimenghasilkan struktur aljabar Lie abelian terinduksiinduksi, yang umumnya tidak ideal. Untuk aljabar Lie sederhana, semua aljabar Lie abelian tidak pernah bisa menjadi ideal.
 
=== Jumlah langsung dan produk setengah langsung ===
Untuk dua Aljabar Lie <math>\mathfrak{g^{}}</math> dan <math>\mathfrak{g'}</math>, [[Jumlah langsung modul | jumlah langsung]] Aljabar Lie adalah ruang vektor
<math>\mathfrak{g}\oplus\mathfrak{g'}</math>terdiri dari semua pasangan <math>\mathfrak{}(x,x'), \,x\in\mathfrak{g}, \ x'\in\mathfrak{g'}</math>, dengan operasi tersebut
 
:<math> [(x,x'),(y,y')]=([x,y],[x',y']),</math>
 
sehingga salinan <math>\mathfrak g, \mathfrak g'</math>: <math>[(x,0), (0,x')] = 0.</math> Maka <math>\mathfrak{g}</math> menjadi aljabar Lie dan <math>\mathfrak{i}</math> ideal dari <math>\mathfrak{g}</math>. Jika peta kanonik <math>\mathfrak{g} \to \mathfrak{g}/\mathfrak{i}</math> (yaitu, menerima bagian), maka <math>\mathfrak{g}</math> dikatakan sebagai [[produk setengah langsung]] dari <math>\mathfrak{i}</math> dan <math>\mathfrak{g}/\mathfrak{i}</math>, <math>\mathfrak{g}=\mathfrak{g}/\mathfrak{i}\ltimes\mathfrak{i}</math>. Lihat pula [[ekstensi aljabar Lie#Dengan jumlah setengah langsung | jumlah setengah langsung dari aljabar Lie]].
 
[[Teorema Levi]] mengatakan bahwa aljabar Lie berdimensi-hingga adalah perkalian setengah langsung dari akar dan subaljabar komplementernya ([[Levi subaljabar]]).
 
=== Turunan ===
[[Turunan (aljabar abstrak) | '' Turunan '']] pada aljabar Lie <math>\mathfrak{g}</math> (atau pada [[aljabar non-asosiatif]]) adalah [[peta linear]] <math>\delta\colon\mathfrak{g}\rightarrow \mathfrak{g}</math> yang mematuhi [[aturan umum Leibniz | hukum Leibniz]], yaitu,
:<math>\delta ([x,y]) = [\delta(x),y] + [x, \delta(y)]</math>
 
untuk <math>x,y\in\mathfrak g</math>. '' Turunan batin '' yang terkait dengan <math>x\in\mathfrak g</math> adalah pemetaan adjoin <math>\mathrm{ad}_x</math> didefinisikan oleh <math>\mathrm{ad}_x(y):=[x,y]</math>. (Ini adalah derivasi sebagai konsekuensi dari identitas Jacobi.) '''Turunan luar''' adalah derivasi yang tidak berasal dari representasi adjoin aljabar Lie. Jika <math>\mathfrak{g}</math> adalah [[aljabar Lie setengah sederhana | setengah sederhana]], setiap turunan adalah dalam.
 
Turunan membentuk ruang vektor <math>\mathrm{Der}(\mathfrak g)</math>, yang merupakan subaljabar Lie dari <math>\mathfrak{gl}(\mathfrak{g})</math>; braketnya adalah komutator. Turunan dalam membentuk subaljabar Lie dari <math>\mathrm{Der}(\mathfrak g)</math>.
Baris 134 ⟶ 133:
\end{bmatrix}
\end{align}</math>}}menunjukkan turunan luar dari <math>\mathfrak{b}_3</math> dalam <math>\text{Der}(\mathfrak{n}_3)</math>.
 
=== Jumlah langsung dan produk setengah langsung ===
Untuk dua aljabar Lie <math>\mathfrak{g^{}}</math> dan <math>\mathfrak{g'}</math>, [[Jumlah langsung modul|jumlah langsung]] Aljabar Lie adalah ruang vektor
<math>\mathfrak{g}\oplus\mathfrak{g'}</math>terdiri dari semua <math>\mathfrak{}(x,x'), \,x\in\mathfrak{g}, \ x'\in\mathfrak{g'}</math>, dengan operasi tersebut
 
:<math> [(x,x'),(y,y')]=([x,y],[x',y']),</math>
 
maka salinan <math>\mathfrak g, \mathfrak g'</math> komutatif satu sama lain: <math>[(x,0), (0,x')] = 0.</math> Maka <math>\mathfrak{g}</math> sebagai aljabar Lie dan <math>\mathfrak{i}</math> ideal <math>\mathfrak{g}</math>. Jika peta kanonik <math>\mathfrak{g} \to \mathfrak{g}/\mathfrak{i}</math> membagi (yaitu, menerima bagian), lalu <math>\mathfrak{g}</math> dikatakan sebagai [[produk setengah langsung]] dari <math>\mathfrak{i}</math> dan <math>\mathfrak{g}/\mathfrak{i}</math>, <math>\mathfrak{g}=\mathfrak{g}/\mathfrak{i}\ltimes\mathfrak{i}</math>. Lihat pula [[ekstensi aljabar Lie#Dengan jumlah setengah langsung|jumlah setengah langsung dari aljabar Lie]].
 
[[Teorema Levi]] digunakan aljabar Lie berdimensi-hingga adalah hasil kali setengah-langsung dari akar dan subaljabar komplementernya ([[subaljabar Levi]]).
 
=== Turunan ===
[[Turunan (aljabar abstrak)|''Turunan'']] pada aljabar Lie <math>\mathfrak{g}</math> (atau pada [[aljabar non-asosiatif]]) adalah [[peta linear]] <math>\delta\colon\mathfrak{g}\rightarrow \mathfrak{g}</math> yang mematuhi [[kaidah umum Leibniz|hukum Leibniz]], yaitu,
:<math>\delta ([x,y]) = [\delta(x),y] + [x, \delta(y)]</math>
 
untuk semua <math>x,y\in\mathfrak g</math>. ''Turunan batin'' yang terkait dengan <math>x\in\mathfrak g</math> adalah pemetaan adjoin <math>\mathrm{ad}_x</math> didefinisikan oleh <math>\mathrm{ad}_x(y):=[x,y]</math>. Jika <math>\mathfrak{g}</math> adalah [[aljabar Lie setengah sederhana|setengah sederhana]], setiap turunan adalah dalam.
 
Turunan membentuk ruang vektor <math>\mathrm{Tur}(\mathfrak g)</math> yang merupakan subaljabar Lie dari <math>\mathfrak{gl}(\mathfrak{g})</math>; braketnya adalah komutator. Turunan dalam membentuk subaljabar Lie dari <math>\mathrm{Tur}(\mathfrak g)</math>.
 
==== Contoh ====
Misalnya, aljabar Lie ideal <math>\mathfrak{i} \subset \mathfrak{g}</math> representasi adjoin <math>\mathfrak{ad}_\mathfrak {g}</math> dari <math>\mathfrak{g}</math> bertindak sebagai turunan luar pada <math>\mathfrak{i}</math> since <math>[x,i] \subset \mathfrak{i}</math> untuk semua <math>x \in \mathfrak{g}</math> dan <math>i \in \mathfrak{i}</math>. Untuk aljabar Lie <math>\mathfrak{b}_n</math> dari matriks segitiga atas dalam <math>\mathfrak{gl}(n)</math>, menggunakan ideal <math>\mathfrak{n}_n</math> dari matriks segitiga atas (dimana satu-satunya elemen bukan nol berada di atas diagonal matriks). Misalnya, komutator elemen dalam <math>\mathfrak{b}_3</math> dan <math>\mathfrak{n}_3</math> diberikan oleh{{quote box|<math>\begin{align}
\left[
\begin{bmatrix}
a & b & c \\
0 & d & e \\
0 & 0 & f
\end{bmatrix},
\begin{bmatrix}
0 & x & y \\
0 & 0 & z \\
0 & 0 & 0
\end{bmatrix}
\right] &= \begin{bmatrix}
0 & ax & ay+bz \\
0 & 0 & dz \\
0 & 0 & 0
\end{bmatrix} - \begin{bmatrix}
0 & dx & ex+yf \\
0 & 0 & fz \\
0 & 0 & 0
\end{bmatrix} \\
&= \begin{bmatrix}
0 & (a-d)x & (a-f)y-ex+bz \\
0 & 0 & (d-f)z \\
0 & 0 & 0
\end{bmatrix}
\end{align}</math>}}menunjukkan turunan luar dari <math>\mathfrak{b}_3</math> dalam <math>\text{Tur}(\mathfrak{n}_3)</math>.
 
=== Membagi aljabar Lie ===
Misalkan ''V'' adalah ruang vektor berdimensi-hingga di atas bidang ''F'', <math>\mathfrak{gl}(V)</math> aljabar Lie transformasi linear dan <math>\mathfrak{g} \subseteq \mathfrak{gl}(V)</math> sebuah subaljabar Lie. Maka <math>\mathfrak{g}</math> sebagai '''membagi''' jika akar dari polinomial karakteristik dari semua transformasi linear dalam <math>\mathfrak{g}</math> berada di bidang dasar ''F''.<ref>{{harvnb|Jacobson|1962|p=42}}</ref> Lebih umum, aljabar Lie berdimensi-hingga <math>\mathfrak{g}</math> dikatakan terpecah jika memiliki subaljabar Cartan yang gambarnya di bawah [[representasi adjoin]] <math>\operatorname{ad}: \mathfrak{g} \to \mathfrak{gl}(\mathfrak g)</math> adalah aljabar Lie terpisah. [[Bentuk riil terpisah]] dari aljabar Lie setengah sederhana kompleks (lihat [[#Bentuk riil dan pengkompleksan]]) adalah contoh membagi aljabar Lie riil. Lihat pula [[membagi aljabar Lie]] untuk informasi lebih lanjut.
 
=== Basis ruang vektor ===
Untuk kalkulasi praktis, sering kali lebih mudah untuk memilih [[basis ruang vektor]] eksplisit untuk aljabar. Konstruksi umum untuk basis ini digambarkan dalam artikel [[konstanta struktur]].
 
=== Definisi menggunakan notasi teori-kategori ===
 
Meskipun definisi di atas cukup untuk pemahaman konvensional tentang Lie aljabar, setelah dipahami, wawasan tambahan dapat diperoleh dengan menggunakan notasi umum untuk [[teori kategori]], yaitu dengan mendefinisikan aljabar Lie dalam istilah [[peta linear]]—yaitu, [[morfisme]] dari [[kategori ruang vektor]] tanpa mempertimbangkan elemen individu. Dalam bagian ini, [[bidang (matematika)|bidang]] dimana aljabar didefinisikan [[karakteristik (aljabar)|karakteristik]] berbeda dari dua.)
 
Untuk definisi kategori-teoretis dari aljabar Lie, diperlukan dua [[produk tensor#Tensor pangkat dan jalinan|kepangan isomorfisme]]. Jika {{mvar|A}} adalah ruang vektor, ''pertukaran isomorfisme'' <math>\tau: A\otimes A \to A\otimes A</math> didefinisikan oleh
:<math>\tau(x\otimes y)= y\otimes x.</math>
''Kepangan siklik-permutasi'' <math>\sigma:A\otimes A\otimes A \to A\otimes A\otimes A </math> didefinisikan sebagai
:<math>\sigma=(\mathrm{id}\otimes \tau)\circ(\tau\otimes \mathrm{id}),</math>
dimana <math>\mathrm{id}</math> adalah morfisme identitas.
Sama halnya, <math>\sigma</math> didefinisikan oleh
:<math>\sigma(x\otimes y\otimes z)= y\otimes z\otimes x.</math>
 
Dengan notasi ini, aljabar Lie dapat didefinisikan sebagai [[objek (teori kategori)|objek]] <math>A</math> dalam kategori ruang vektor dengan [[morfisme]]
:<math>[\cdot,\cdot]:A\otimes A\rightarrow A</math>
yang memenuhi dua persamaan morfisme
:<math>[\cdot,\cdot]\circ(\mathrm{id}+\tau)=0,</math>
dan
:<math>[\cdot,\cdot]\circ ([\cdot,\cdot]\otimes \mathrm{id}) \circ (\mathrm{id} +\sigma+\sigma^2)=0.</math>
 
== Contoh ==
=== Ruang vektor ===
Setiap ruang vektor <math> V </math> yang diberisebagai tanda kurung siku nol yang identik menjadi aljabar Lie. Aljabar Lie satu dimensi di atas bidang adalah abelian, dengan sifat dari kurung Lie.
 
=== Aljabar asosiatif dengan tanda kurung komutator ===
* Pada [[aljabar asosiatif]] <math> A </math> di atas bidang <math> F </math> dengan perkalian <math>(x, y) \mapsto xy</math>, braket Lie dapat ditentukan olehdengan [[Teori komutator#Gelanggang | komutator]] <math>[x,y] = xy - yx</math>. Dengan tanda kurung ini, <math> A </math> adalah aljabar Lie.<ref>{{harvnb|Bourbaki|1989|loc=§1.2. Example 1.}}</ref> Aljabar asosiatif '' A '' disebut '' aljabar pembungkus '' dari aljabar Lie <math>(A, [\,\cdot\, , \cdot \,])</math>. Setiap aljabar Lie dapat dimasukkandigabungkan ke dalam aljabar yang muncul dari aljabar asosiatif dengan cara ini; lihat [[aljabar pembungkus universal]].
* Aljabar asosiatif [[endomorfisma]] dari ruang-'' F '' vektor <math> V </math> dengan braket Lie di atas dilambangkan <math>\mathfrak{gl}(V)</math>.
* Untuk ruang vektor berdimensi hingga <math>V = F^n</math>, contoh sebelumnya menjadi, aljabar Lie dari matriks '' n '' × '' n '', dinotasikan <math>\mathfrak{gl}(n, F)</math> atau <math>\mathfrak{gl}_n(F)</math>,<ref>{{harvnb|Bourbaki|1989|loc=§1.2. Contoh 2.}}</ref> dengan braket <math>[X,Y]=X\cdot Y-Y\cdot X</math>, dimana <math>\cdot</math> menunjukkan perkalian matriks. Ini adalah aljabarAljabar Lie dari [[kelompokgrup linierlinear umum]], yang terdiri dari matriks-matriks yang dapat dibalikinvers.
 
=== Matriks khusus ===
Dua subaljabar penting dari <math>\mathfrak{gl}_n(F)</math> adalah:
 
* Matriks [[Jejak (aljabar linear) | jejak]] nol membentuk [[aljabar Lie linierlinear khusus]] <math>\mathfrak{sl}_n(F)</math>, aljabar Lie dari [[grup linear khusus]] <math>\mathrm{SL}_n(F)</math>.<ref>{{harvnb|Humphreys|1978|p=2}}</ref>
* Matriks [[skewcondong-hermitianHermitian]] membentuk aljabar Lie kesatuan <math>\mathfrak u(n)</math>, aljabar Lie dari [[satuan grup]] ''U''(''n'').
 
=== Aljabar matriks Lie ===
 
Kompleks [[Grup linear | grup matriks]] adalah grup Lie yang terdiri dari matriks, <math>G\subset M_n(\mathbb{C})</math>, dimana perkalian '' G '' adalah perkalian matriks. Aljabar Lie <math>\mathfrak g</math> adalah ruang matriks yang merupakan vektor bersinggungan dengan '' G '' di dalam ruang linear <math>M_n(\mathbb{C})</math>: ini terdiri dari turunan kurva halus didalam '' G '' didengan identitas: {{quote box|<math>\mathfrak{g} = \{ X = c'(0) \in M_n(\mathbb{C}) \ \mid\ \text{ smoothpolos } c : \mathbb{R}\to G, \ c(0) = I \}.</math>}}Braket Lie dari <math>\mathfrak{g}</math> adalah komutator matriks, <math>[X,Y]=XY-YX</math>. Dengan adanya aljabar Lie, seseorangkita dapat memulihkan grup Lie sebagai citra pemetaan [[matriks eksponensial]] <math>\exp: M_n(\mathbb{C})\to M_n(\mathbb{C})</math> didefinisikan oleh <math>\exp(X) = I + X + \tfrac{1}{2!}X^2+\cdots</math>, yang menyatu untuk setiap matriks <math> X </math>: yaitu, <math>G=\exp(\mathfrak g)</math>.<ref name="Hall 2015 loc=§3.4">{{harvnb|Hall|2015|loc=§3.4}}</ref>
 
Berikut ini adalah contoh aljabar Lie dari grup matriks Lie:<ref name="Hall 2015 loc=§3.4"/>
 
* [[Grup linear khusus]] <math>{\rm SL}_n(\mathbb{C})</math> terdiri dari {{math|''n''&nbsp;×&nbsp;''n''}} matriks dengan determinan 1. Aljabar Lie <math>\mathfrak{sl}_n(\mathbb{C})</math>terdiri dari {{math|''n''&nbsp;×&nbsp;''n''}} matriks dengan entri kompleks dan jejak 0. Demikian pula, mendefinisikan grup Lie riil <math>{\rm SL}_n(\mathbb{R})</math> dan aljabar Lie <math>\mathfrak{sl}_n(\mathbb{R})</math>.
* [[Grup uniter]] <math>U(n)</math> terdiri dari ''n''&nbsp;×&nbsp;''n'' matriks uniter (sebagai <math>U^*=U^{-1}</math>). Aljabar Lie <math>\mathfrak{u}(n)</math> terdiri dari matriks adjoin (<math>X^*=-X</math>).
* [[Grup ortogonal]] khusus <math>\mathrm{SO}(n)</math>, terdiri dari matriks ortogonal determinan-satu riil (<math>A^{\mathrm{T}}=A^{-1}</math>). Aljabar Lie <math>\mathfrak{so}(n)</math> terdiri dari matriks simetris-miring riil (<math>X^{\rm T}=-X</math>). Grup ortogonal penuh <math>\mathrm{O}(n)</math>, tanpa determinan-satu kondisi, terdiri dari <math>\mathrm{SO}(n)</math> dan komponen terhubung yang terpisah, maka memiliki aljabar Lie ''sama dengan'' <math>\mathrm{SO}(n)</math>. Demikian pula, mendefinisikan versi kompleks dari grup dan aljabar ini, hanya dengan entri matriks kompleks.
 
=== Dua dimensi ===
 
* Pada setiap bidang <math>F</math> hingga isomorfisme, satu aljabar Lie nonabelian dua dimensi. Dengan generator ''x, y,'' braketnya didefinisikan sebagai <math> \left [x, y\right ] = y</math>. Ini sebagai [[Grup Affine#Representasi matriks|grup affine dalam satu dimensi]].
 
:Ini diwujudkan dengan matriks:
::<math> x= \left( \begin{array}{cc} 1 & 0\\ 0 & 0 \end{array}\right), \qquad y= \left( \begin{array}{cc} 0 & 1\\ 0 & 0 \end{array}\right). </math>
Maka
:<math> \left( \begin{array}{cc} 1 & c\\ 0 & 0 \end{array}\right)^{n+1} = \left( \begin{array}{cc} 1 & c\\ 0 & 0 \end{array}\right)</math>
untuk setiap bilangan asli <math>n</math> dan <math>c</math> melihat bahwa elemen grup Lie yang dihasilkan adalah matriks segitiga atas 2 × 2 dengan satuan diagonal lebih rendah:
::<math> \exp(a\cdot{}x+b\cdot{}y)= \left( \begin{array}{cc} e^a & \tfrac{b}{a}(e^a-1)\\ 0 & 1 \end{array}\right) = 1 + \tfrac{e^a-1}{a}\left(a\cdot{}x+b\cdot{}y\right). </math>
 
=== Tiga dimensi ===
* [[Aljabar Heisenberg]] <math>{\rm H}_3(\mathbb{R})</math> is a aljabar Lie tiga dimensi yang dihasilkan elemen {{mvar|x}}, {{mvar|y}}, dan {{mvar|z}} dengan tanda kurung Lie
 
::<math>[x,y] = z,\quad [x,z] = 0, \quad [y,z] = 0</math>.
:Ini diwujudkan sebagai ruang dari matriks segitiga 3 × 3, dengan tanda kurung komutator Lie:
::<math>
x = \left( \begin{array}{ccc}
0&1&0\\
0&0&0\\
0&0&0
\end{array}\right),\quad
y = \left( \begin{array}{ccc}
0&0&0\\
0&0&1\\
0&0&0
\end{array}\right),\quad
z = \left( \begin{array}{ccc}
0&0&1\\
0&0&0\\
0&0&0
\end{array}\right)~.\quad
</math>
 
:Setiap elemen dari [[grup Heisenberg]] dengan demikian dapat direpresentasikan sebagai produk dari generator grup, yaitu, [[matriks eksponensial]] dari generator aljabar Lie,
::<math>\left( \begin{array}{ccc}
1&a&c\\
0&1&b\\
0&0&1
\end{array}\right)= e^{by} e^{cz} e^{ax}~.
</math>
 
* Aljabar Lie <math>\mathfrak{so}(3)</math> dari grup SO(3) direntang oleh tiga matriks<ref>{{harvnb|Hall|2015|loc=Contoh 3.27}}</ref>
::<math>
F_1 = \left( \begin{array}{ccc}
0&0&0\\
0&0&-1\\
0&1&0
\end{array}\right),\quad
F_2 = \left( \begin{array}{ccc}
0&0&1\\
0&0&0\\
-1&0&0
\end{array}\right),\quad
F_3 = \left( \begin{array}{ccc}
0&-1&0\\
1&0&0\\
0&0&0
\end{array}\right)~.\quad
</math>
:Relasi pergantian di antara generator adalah
::<math>[F_1, F_2] = F_3,</math>
:: <math>[F_2, F_3] = F_1,</math>
:: <math>[F_3, F_1] = F_2.</math>
 
:Tiga dimensi [[ruang Euklides]] <math>\mathbb{R}^3</math> dengan kurung Lie diberikan oleh [[perkalian silang]] dari [[Vektor (geometri)|vektor]] sebagai relasi pergantian yang sama seperti di atas: dengan demikian, isomorfik untuk <math>\mathfrak{so}(3)</math>. Aljabar Lie keekuivalen secara unitar dengan operasi komponen momentum sudut [[Spin (fisika)|spin]] biasa untuk partikel spin-1 dalam [[mekanika kuantum]].
 
=== Dimensi tak hingga ===
 
* Kelas penting aljabar Lie berdimensi tak hingga muncul di [[topologi diferensial]]. Ruang halus [[bidang vektor]] pada [[lipatan diferensial]] ''M'' membentuk aljabar Lie, dimana kurung Lie didefinisikan sebagai [[Kurung Lie bidang vektor|komutator bidang vektor]]. Salah satu cara untuk mengekspresikan tanda kurung Lie adalah melalui formalisme [[turunan Lie]], yang mengidentifikasi bidang vektor ''X'' dengan operasi diferensial parsial urutan pertama ''L''<sub>''X''</sub> sebagai fungsi halus dengan membiarkan ''L''<sub>''X''</sub>(''f'') menjadi turunan arah dari fungsi ''f'' ke ''X''. Braket Lie [''X'',''Y''] dari dua bidang vektor adalah bidang vektor yang ditentukan melalui fungsi dengan rumus:
:: <math> L_{[X,Y]}f=L_X(L_Y f)-L_Y(L_X f).\,</math>
 
* [[Aljabar Kac–Moody]] adalah kelas besar aljabar Lie berdimensi tak hingga yang strukturnya sangat mirip dengan kasus berdimensi hingga di atas.
* [[Braket Moyal|Aljabar Moyal]] adalah aljabar Lie berdimensi tak hingga yang berisi semua [[Grup Lie klasik#Relasi dengan bentuk bilinear|aljabar Lie klasik]] sebagai subaljabar.
* [[Aljabar Virasoro]] adalah yang terpenting dalam [[teori pita]].
 
== Wakilan ==
{{main|Wakilan aljabar Lie}}
 
=== Definisi ===
Diberikan ruang vektor ''V'', misal <math>\mathfrak{gl}(V)</math> menunjukkan aljabar Lie yang terdiri dari semua [[endomorfisma]] linear dari ''V'', dengan tanda kurung yang diberikan oleh <math>[X,Y]=XY-YX</math>. Sebuah ''wakilan'' dari aljabar Lie <math>\mathfrak{g}</math> dengan ''V'' adalah homomorfisme aljabar Lie
:<math>\pi: \mathfrak g \to \mathfrak{gl}(V).</math>
 
Wakilan sebagai ''setia'' jika kernelnya nol. [[Teorema Ado]]<ref>{{harvnb|Jacobson|1962|loc=Ch. VI}}</ref> untuk setiap aljabar Lie berdimensi-hingga memiliki wakilan setia dengan ruang vektor berdimensi-hingga.
 
=== Wakilan adjoin ===
Untuk aljabar Lie <math>\mathfrak{g}</math>, maka didefinisikan wakilan <math>\operatorname{ad}\colon\mathfrak{g} \to \mathfrak{gl}(\mathfrak{g})</math>
given by <math>\operatorname{ad}(x)(y) = [x, y]</math> adalah wakilan pada ruang vektor <math>\mathfrak{g}</math> yang merupakan [[wakilan adjoin dari aljabar Lie|wakilan adjoin]].
 
=== Tujuan teori wakilan ===
Salah satu aspek penting dari studi Lie aljabar (terutama aljabar Lie semi-sederhana) adalah studi tentang wakilan. Memang, sebagian besar buku yang tercantum di bagian referensi mencurahkan sebagian besar halaman untuk teori wakilan. Meskipun teorema Ado adalah hasil yang penting, tujuan utama dari teori wakilan bukanlah untuk menemukan wakilan yang tepat dari aljabar Lie yang diberikan <math>\mathfrak{g}</math>. Dalam kasus semi-sederhana untuk wakilan adjoin adalah setia. Sebaliknya, tujuannya adalah untuk memahami ''semua'' kemungkinan wakilan <math>\mathfrak{g}</math>, hingga gagasan alami tentang kesetaraan. Dalam kasus semi sederhana di atas bidang karakteristik nol, [[Teorema Weyl tentang reduksi kompleks|teorema Weyl]]<ref>{{harvnb|Hall|2015|loc=Teorema 10.9}}</ref> untuk setiap wakilan berdimensi-hingga adalah jumlah langsung dari wakilan yang tidak dapat direduksi (tidak memiliki subruang invarian nontrivial). Wakilan yang tidak dapat direduksi, pada gilirannya, diklasifikasikan dengan [[Wakilan aljabar Lie#Mengklasifikasikan wakilan berdimensi-hingga dari aljabar Lie|teorema dengan bobot tertinggi]].
 
=== Teori wakilan dalam Fisika ===
Teori wakilan aljabar Lie memegang peranan penting dalam berbagai bagian teori fisika. Operasi di ruang negara bagian yang memenuhi relasi pergantian alami tertentu. Relasi pergantian ini biasanya berasal dari kesimetrian masalah—khususnya, mereka adalah relasi aljabar Lie dari grup kesimetrian yang relevan. Contohnya adalah [[operasi momentum sudut]] dimana relasi pergantinya adalah aljabar Lie <math>\mathfrak{so}(3)</math> dari [[grup rotasi SO(3)]]. Biasanya, ruang satuan sangat jauh dari tidak dapat direduksi di bawah operasi terkait, tetapi seseorang dapat mencoba untuk menguraikannya menjadi bagian-bagian yang tidak dapat direduksi. Dalam melakukannya, untuk mengetahui wakilan tak tersederhanakan dari aljabar Lie yang diberikan. Dalam studi tentang kuantum [[atom dengan hidrogen|atom hidrogen]], misalnya, buku teks mekanika kuantum memberikan (tanpa menyebutnya demikian) klasifikasi wakilan tak tersederhanakan dari aljabar Lie <math>\mathfrak{so}(3)</math>.
 
== Relasi grup Lie ==
{{main|Korespondensi Grup Lie–Aljabar Lie korespondensi}}
[[Gambar:Image Tangent-plane.svg|thumb| ruangRuang tangen dari [[bola (matematika)|bola]] padadengan satu titik <math> x </math>. Jika <math> x </math> adalah elemen identitas, maka ruang tangen juga merupakan Aljabar Lie]]
Meskipun aljabar Lie sering dipelajari dengan hak mereka sendiri, secara historis mereka muncul sebagai sarana untuk mempelajari [[grup Lie]].
 
Kami sekarang menguraikanMenguraikan secara singkat relasi antara grup Lie dan aljabar Lie. Setiap grup Lie memunculkan aljabar Lie yang ditentukan secara kanonik (atau secara konkret, '' ruang tangen pada identitas ''). Sebaliknya, untuk aljabar Lie berdimensi-hingga <math>\mathfrak g</math>, terdapat grup Lie yang terhubung <math> G </math> dengan aljabar Lie <math>\mathfrak g</math>. Ini adalah [[teorema ketiga Lie]]; lihat [[rumus Baker–Campbell–Hausdorff]]. KelompokGrup Lie ini tidak ditentukan secara unik;, namun, dua grup Lie dengan aljabar Lie yang sama adalah '' isomorfik lokal '', dan khususnya, memiliki [[sampul universal]] yang sama. For instance,Misal [[grup ortogonal khusus]] [[SO(3)]] dan [[grup kesatuanuniter khusus]] [[SU(2)]] memunculkanditolak aljabar Lie yang sama, yang isomorfik menjadi <math>\mathbb{R}^3</math> dengan produk silang, tetapi SU(2) adalah penutup ganda SO(3) yang terhubung sederhana.
 
== Bentuk dan kerumitan nyatariil ==
Diberikan [[aljabar Lie kompleks]] <math>\mathfrak g</math>, aljabar Lie riil <math>\mathfrak{g}_0</math> dikatakan sebagai '' [[bentuk riil]] '' dari <math>\mathfrak g</math> jika [[kompleksifikasi]] <math>\mathfrak{g}_0 \otimes_{\mathbb R} \mathbb{C} \simeq \mathfrak{g}</math> isomorfik untuk <math>\mathfrak{g}</math>.<ref name="Fulton 26">{{harvnb|Fulton|Harris|1991|loc=§26.1.}}</ref> Bentuk rill tidak harus unik; sebagai contoh, <math>\mathfrak{sl}_2 \mathbb{C}</math> memiliki dua bentuk riil <math>\mathfrak{sl}_2 \mathbb{R}</math> dan <math>\mathfrak{su}_2</math>.<ref name="Fulton 26" />
 
Diberikan aljabar Lie kompleks berdimensi-hingga setengah sederhana <math>\mathfrak g</math>, '' [[bentuk terpisah]] '' darinya adalah bentuk nyatariil yang terbagi; yaitu, ia memiliki subaljabar Cartan yang bekerja melalui representasi adjointadjoin dengan nilai eigen nyatariil. Ada bentuk perpecahan dan unik (hingga isomorfisme).<ref name="Fulton 26" /> A ''[[bentukBentuk kompak]]'' adalah bentuk nyatariil yang merupakan aljabar Lie dari grup Lie kompak. Ada bentuk yang kompak dan juga unik.<ref name="Fulton 26" />
 
== Lie aljabar dengan struktur tambahan ==
Baris 172 ⟶ 345:
 
== Gelanggang Lie ==
'' Gelanggang Lie '' muncul sebagai generalisasi dari aljabar Lie, atau melalui studi [[deret tengah bawah]] [[Grup (matematika) | grup]]. Gelanggang Lie didefinisikan sebagai [[gelanggang non-asosiatif]] dengan perkalian yaitu [[antikomutatif]] dan memenuhi [[identitas Jacobi]]. Lebih spesifiknya kita bisa mendefinisikan gelanggang Lie <math> L </math> menjadi [[grup abelian]] dengan operasi <math>[\cdot,\cdot]</math> yang memiliki properti berikut:
 
* Bilinearitas:
Baris 213 ⟶ 386:
* [[Aljabar pra-Lie]]
* [[Grup kuantum]]
* [[Braket loyal | Braket Aljabar]]
* [[Aljabar Lie semu-Frobenius]]
* [[Aljabar semu-Lie]]
Baris 267 ⟶ 440:
 
{{DEFAULTSORT:Lie Algebra}}
[[Kategori: Grup Lie]]
[[Kategori: Aljabar Lie| ]]
Diperoleh dari "https://wiki-indonesia.club/wiki/Aljabar_Lie"