Traseringen til 2-dimesnsjonale representasjoner av kvosienter av k x, y

Like dokumenter
Geometri på ikke-kommutative algebraer

Oppgave 14 til 9. desember: I polynomiringen K[x, y] i de to variable x og y over kroppen K definerer vi undermengdene:

Grublegruppe 19. sept. 2011: Algebra I

Representasjoner av den Modulære Gruppa

Karakterer. Kapittel Homomorfier av grupper. 8.2 Representasjoner

Oppgaver i kommutativ algebra

MAUMAT644 ALGEBRA vår 2016 Første samling Runar Ile

HJEMMEOPPGAVER (utgave av ):

Universitet i Bergen. Eksamen i emnet MAT121 - Lineær algebra

Utvidet løsningsforslag til Eksamen vår 2010

MAT Grublegruppen Notat 11

Vi viser denne ekvivalensen ved å vise begge implikasjoner. " "Anta at G virker trofast på X og anta at g, h G er slik at gx = hx for alle

4.1 Vektorrom og underrom

7 Ordnede ringer, hele tall, induksjon

Eksamensoppgave i TMA4150 Algebra

MAT Grublegruppen Notat 10

Koszul-algebraer over endelige kropper

Forelesning i Matte 3

Semantikk Egenskaper ved predikatlogikk Naturlig deduksjon INF3170 / INF4171. Predikatlogikk: Semantikk og naturlig deduksjon.

Lineær uavhengighet og basis

Repetisjon: Om avsn og kap. 3 i Lay

4.1 Vektorrom og underrom

4.1 Vektorrom og underrom

x 1 x 2 x = x n b 1 b 2 b = b m Det kan være vanskelig (beregningsmessig) og bearbeide utrykk som inneholder

Lineær Algebra og Vektorrom. Eivind Eriksen. Høgskolen i Oslo, Avdeling for Ingeniørutdanning

OPPGAVER FOR FORUM

Oppgaver MAT2500. Fredrik Meyer. 29. august 2014

Løsningsforslag øving 6

13 Oppsummering til Ch. 5.1, 5.2 og 8.5

MAUMAT644 ALGEBRA vår 2016 Andre samling Runar Ile

Eksamen i MNFMA205/SIF5021, 19. mai 1999-Løsningsforslag a b Oppgave 2. (a) Vi skal vise at H = 0 a b under matrisemultiplikasjon. Vi har at det.

x A e x = x e = x. (2)

Forslag til løsninger, TMA4150 Algebra, 29. mai 2018 Side 1 av 5

UNIVERSITETET I OSLO

Repetisjon: om avsn og kap. 3 i Lay

(a) R n defineres som mengden av kolonnevektorer. a 1 a 2. a n. (b) R n defineres som mengden av radvektorer

Stanley-Reisner ringer med sykliske gruppevirkninger

A 2 = PDP 1 PDP 1 = PD 2 P 1. og ved induksjon får vi. A k = PD k P 1. Kommentarer:

5.5 Komplekse egenverdier

Lineær algebra. 0.1 Vektorrom

Oppgaver MAT2500 høst 2011

= 3 11 = = 6 4 = 1.

Notat 05 for MAT Relasjoner, operasjoner, ringer. 5.1 Relasjoner

12 Diagonalisering av matriser og operatorer (Ch. 5.1, 5.2 og 8.5)

Lineær algebra-oppsummering

Notat om Peanos aksiomer for MAT1140

Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag Side 1 av 7 L SNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I SIF5009 MATEMATIKK 3 Bokmål Man

Løsningsforslag øving 7

UNIVERSITY OF OSLO. Faculty of Mathematics and Natural Sciences. Matlab-utskrift (1 side).

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MA1202/MA6202 VÅR 2010

4.1 Vektorrom og underrom

MA2201/TMA4150 Vår 2018

For æresdoktoratet i Bergen 28 august 2008

UNIVERSITETET I OSLO

MAT1120 Repetisjon Kap. 1, 2 og 3

12 Lineære transformasjoner

LP. Kap. 17: indrepunktsmetoder

Egenverdier for 2 2 matriser

3.9 Teori og praksis for Minste kvadraters metode.

8 Vektorrom TMA4110 høsten 2018

OPPGAVER FOR FORUM

Eksamen i fag FY8104 Symmetri i fysikken Fredag 7. desember 2007 Tid:

Mer om kvadratiske matriser

Mer om kvadratiske matriser

4 Matriser TMA4110 høsten 2018

9 Lineærtransformasjoner TMA4110 høsten 2018

MAT Prøveeksamen 29. mai - Løsningsforslag

Lineære likningssystemer og matriser

MA1201 Lineær algebra og geometri Løsningsforslag for eksamen gitt 3. desember 2007

Litt GRUPPETEORI for Fys4170

4.4 Koordinatsystemer

En rekke av definisjoner i algebra

Lineære ligningssystemer. Forelesning, TMA4110 Torsdag 17/9. Lineære ligningssystemer (forts.) Eksempler

1 Gauss-Jordan metode

12 Projeksjon TMA4110 høsten 2018

KOHOMOLOGI AV KNUTEROM, ETTER VASSILIEV. John Rognes

Diagonalisering. Kapittel 10

Kapittel 3. Mer om egenverdier og egenvektorer. 3.1 Komplekse n-tupler og vektorer

Lineær algebra. H. Fausk i=1 a ix i. Her har vi oppgitt hva ledd nummer i skal være og hvilke indekser i vi summerer over.

Avdeling for lærerutdanning. Lineær algebra. for allmennlærerutdanningen. Inger Christin Borge

TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N Vår 2013

MAT UiO mai Våren 2010 MAT 1012

4.4 Koordinatsystemer

UNIVERSITET I BERGEN

Holomorfe symplektiske avbildninger, former og mangfoldigheter. Darboux teorem.

Egenverdier og egenvektorer

MAT-1004 Vårsemester 2017 Prøveeksamen

Kap. 6 Ortogonalitet og minste kvadrater

Matematisk statistikk og stokastiske prosesser B, høsten 2006 Løsninger til oppgavesett 5, s. 1. Oppgave 1

TMA4110 Eksamen høsten 2018 EKSEMPEL 1 Løsning Side 1 av 8. Løsningsforslag. Vi setter opp totalmatrisen og gausseliminerer: x 1 7x 4 = 0

Vektorrom. Kapittel 7. Hva kan vi gjøre med vektorer?

DAFE ELFE Matematikk 1000 HIOA Obligatorisk innlevering 3 Innleveringsfrist Torsdag 26. mars 2015 Antall oppgaver:

MAT Grublegruppen Notat 9

Forord. Denne oppgaven markerer slutten på min tid som student ved Lektorutdanningen i realfag

Vær OBS på at svarene på mange av oppgavene kan skrives på flere ulike måter!

Lineærtransformasjoner

Løsningsforslag MAT 120B, høsten 2001

MAUMAT644 ALGEBRA vår 2016 Andre samling Runar Ile

Lineær algebra. Kurskompendium, Utøya, MAT1000. Inger Christin Borge

Transkript:

Traseringen til 2-dimesnsjonale representasjoner av kvosienter av k x, y av ASMAA QURESHI THESIS for the degree of MASTER OF EDUCATIONAL SCIENCE (Master i realfagsutdsnning Det matematisk- naturvitenskapelige fakultet Universitetet i Oslo Mai 2011 Faculty of Mathematics and Natural Sciences University of Oslo

Sammendrag I denne oppgaven skal vi studere traseringen til endelig-dimensjonale representasjoner av den ikke-kommutative k algebraen k x, y, generert av to elementer. Vi skal se på traser til elementer i ringen generert av to generiske matriser. Fra før av vet vi at alle traser er invariante under konjugasjon. Å vise den motsatte veien er vanskelig. Artin og Procesi beviste det motsatte, altså at alle invariante er genereret traser. På 1970-tallet formodet Artin at traserngen var isomorf med inarvariantringen, og Procesi beviste dette. I kapitlet om bakgrunnsto presnteres de ulike ringene vi skal jobbe med; ringen av de genereiske matrisene, invariantringen og traseringen. Det blir pgså gitt en oversikt over hvordan gruppen GL n virker ved konjugasjon og en del proposisjoner angående sum, produkt og sammensetning av gruppen som virker og elementene som gruppa virker på. Etter dette kapitlet gis det en presentasjon av beviset til C. Procesi i detalj. I neste kapittel ser vi på 'Aritmetikken' for traseringen og viser sentrale egenskaper for traser ved hjelp av Cayley-Hamiltons teorem. I kapitlet etter det ser vi nærmere på traseringen og dets generatorer. Vi er kun interessert i de modulavbildingene som er surjektive, altså der M = k 2 er en simpel modul. Helt tilslutt er det beregning av traseringen for utvalgte kvotsienter av k x, y. Dette gjøres for k x, y delt ut med re ulike idealer.

Innhold 1 Bakgrunnssto 2 1.1 Ringen av generiske matriser.................... 2 1.2 Virkningen av G ved konjugasjon.................. 2 1.3 Invaraiantringen........................... 3 1.4 Traseringen.............................. 4 2 Beviset til Artin og Procesi 5 2.1 Artins formodning.......................... 5 2.2 Procesis bevis............................. 5 2.2.1 Notasjon........................... 5 2.2.2 Beviset for at traseringen invariantringen........ 6 3 Aritmetikk 10 3.1 Aritmetikk for traseringen...................... 10 3.2 Eksempler............................... 11 3.2.1 Eksempel 1.......................... 11 3.2.2 Eksempel 2.......................... 12 3.2.3 Eksempel 3.......................... 12 4 Traseringen 13 4.1 Traseringen for 2 2 matriser................... 13 4.2 Traseringen for 3 3 matriser................... 13 4.3 Traseringen for kvosienter...................... 13 5 Beregne trasering 15 Bibliogra 18 1

Kapittel 1 Bakgrunnssto 1.1 Ringen av generiske matriser La A vï¾½re en ikke-kommutativ ring A = k x 1,..., x m, og la φ : A End k (k n M n (k vï¾½re strukturavbildningen til modulen M = k n. Da vil φ avbilde x i φ(x i = M i, som er en n n-matrise. Gruppen av invertible matriser SL n virker pï¾½ M n (k ved konjugasjon. La P SL n, vi har (M 1,..., M m (P 1 M 1 P,..., P 1 M m P La Γ = k[x 1 11,..., x m nn] = k[x l ij ], l = 1,..., m og i, j = 1,..., n og la nï¾½ Φ : A M n (Γ. Da vil x l (x l ij. Altsï¾½ blir et element fra ringen A, sendt til en matrise, der 'entriene' i matrisen ligger i Γ Prop 1.1.1. Φ(A er en ring, ringen av de generiske matriser. Bevis. Siden A er en ring, mï¾½ Φ(A ogsï¾½ vï¾½re en ring fordi Φ er en ringhomomor Vi fï¾½r m n n generiske matriser, altsï¾½ m n 2 variable som kan fï¾½ verdier i k Eks 1.1.2. n = 2 : x 1 ( x 1 11 x 1 12 x 1 21 x 1 22 ( x 2, x 2 11 x 2 12 x 2 21 x 2. 22 1.2 Virkningen av G ved konjugasjon Gruppen SL n virker ogsï¾½ pï¾½ de generiske matrisene ved konjugasjon. Dette kan skje pï¾½ to mï¾½ter. La f = x l ij : M n (k m k ( betraktet som en 'vanlig' funksjon og (betraktet som en 'matrise'funksjon F = ( x l ij : Mn (k m M n (k 2

Def 1.2.1. La P SL n, a k mn2, a = (a 1, a 2,..., a m, der a l er en n n- matrise. a P.f(a = f(p.a = f(p ap 1 vanlig konjugasjon b P.F (a = P.F (P 1 ap P 1 dobbel konjugasjon Prop 1.2.2. La P, R SL n, a k mn2, a = (a 1, a 2,..., a m, der a l n n-matrise. Da har vi er en a P.(f + g(a = P.f(a + P.g(a b P.(f g(a = P.f(a P.g(a c (P R.f(a = P.(R.f(a Bevis. Ved ï¾½ bruke denisjonen fï¾½r vi a P.(f +g(a = (f +g(p.a = (f +g(p ap 1 = f(p ap 1 +g(p ap 1 = f(p.a + g(p.a = P.f(a + P.g(a b P.(f g(a = (f g(p.a = f(p.a g(p.a = P.f(a P.g(a c (P R.f(a = f((p R.a P.(R.f(a = P.(f(R.a = f(p.(r.a 1.3 Invaraiantringen Vi er interessert i de f eller F som forblir uendret under konjugasjon med P, altsï¾½ de funsksjonene som er invariante under virkningen av SL n. Def 1.3.1. Invariantringen k[x 1 11,..., x m nn] SLn = Γ SLn = {f Γ P.f = f, P SL n } Lemma 1.3.2. Invariantringen Γ SLn er en underring av Γ og bestï¾½r av alle de elementene i Γ som er invariante under virkningen (konjugasjon av SL n - gruppa. Bevis. La f, g Γ SLn og γ Γ SLn. Da har vi 1 γ.(f + g(a = (f + g(γ.a = f(γ.a + g(γ.a = γ.f(a + γ.g(a = (γ.f + γ.g(a 2 γ.(f g(a = (f g(γ.a = f(γ.a g(γ.a = (γ.f γ.g(a 3 γ.1(a = 1(γ.a = 1 3

1.4 Traseringen Def 1.4.1. T = Mengden av alle traser (= traseringen. T Γ og er den minste underring av Γ som inneholder alle traser og er generert av koesientene til karakterisitiske polynomene til de generiske matrisene. Bemerkning 1.4.2. I kap 2 tar vi for oss beviset til Artin og Procesi som viser at T Γ SLn. Pï¾½ grunn av isomoren mï¾½ T ogsï¾½ vï¾½re en ring siden Γ SLn er en ring. 4

Kapittel 2 Beviset til Artin og Procesi Artin formodet og Procesi beviste at traseringen er isomorf med invariantringen. Fra fï¾½r av vet vi at alle elementer i traseringen er invariant under konjugasjon. Vanskeligheten er derfor ï¾½ vise den motsatte veien. 2.1 Artins formodning Hvis vi har m n n matriser X 1,..., X m kan vi oppfatte disse som en avbildning fra Γ inn i k. Lar vi SL n virke simultant pï¾½ disse matrisene, sï¾½ vil en invariant funksjonen vï¾½re et polynom i traseringen T = T r(x 1,..., X m. [?] 2.2 Procesis bevis Basert pï¾½ beviset til Procesi i [?] 2.2.1 Notasjon Notasjonen som blir brukt i beviset er som fï¾½lger: K er en kropp med Char(K = 0, V K n er en n-dimensjonalt vektorrom med basis {e 1,..., e n } og (K n End(V M n (K Vi lar V = Hom k (V, K, som er det duale rommet til V og G = GL(n, K gruppen av invertible matriser. Videre lar vi W = (K i n som er i-tuppel av matriser i M n (K. G har en gruppevirkning pï¾½ W. Hvis A G, B j M n (K for j = 1... i, sï¾½ er A. (B 1,... B i = ( AB 1 A 1,..., AB i A 1 G virker ogsï¾½ pï¾½ K[W ] ved at hvis vi har A G, f K[W ], s er (A.f(w = f(a 1.w 5

T i,n = K[W ] G = K[x l ij] G = {f K[x ij ] A.f = f} Dette er mengden av polynomiale funksjoner pï¾½ W, som er er invariante under virkningen av G. 2.2.2 Beviset for at traseringen invariantringen Procesi starter beviset sitt med ï¾½ identsere den i-te tensoren til (K n med End(V i La (K n i = M n M n M }{{ n End(V } i iganger f : V... V V... V vï¾½re en avbildning i End(V i. Vi skal identisere denne avbildningen med et element B 1 B 2 B i (K n i For et basiselement e j1 e ji i V V lar vi f(e j1 e ji = a (j1...j i,k 1...k i e k1 e ki Denne avbildningen identiserer vi med a (j1...j i,k 1...k i e j1k 1 e jik i (K n i Dette gir oss en 1-1-korrespondanse. Procesi ser vi videre pï¾½ gruppen G som er embedded i End(V i ved diagonal virkning. Altsï¾½ G End(V i M n (K i hvor A G End(V i virker ved A.(v 1 v i = Av 1 Av i Videre ser Procesi pï¾½ sentralisatoren S til G i End(V i S = {ϕ End(V i gϕ = ϕg g G} S = {gϕg 1 = ϕ} Sentralisatoren S kan ogsï¾½ skrives som vektorrom utspent av λ σ, dvs. S = λ σ, σ S i, der S i er symmetrigruppen. Dermed blir λ σ (v 1 v i = v σ 1 (1 v σ 1 (i Videre har vi en identikasjon til. Vi lar U = (V i V i Da har vi en pairing av End(V i U K gitt ved: π : U End(V i (2.1 6

Pairingen skjer pï¾½ fï¾½lgende mï¾½te: La λ End(V i, ϕ j V, x j V. Da har vi λ, ϕ 1 ϕ i x 1 x i = ϕ 1 ϕ i, λ(x 1 x i K (2.2 Et element som er G-invariant i U = ((V i V i svarer til (gjennom π et element som er G-invariant i End(V i. hvor vi har U = Hom(U, k. µ σ π λσ End(V i G = S V i (V i Teorem 2.2.1. Enhver multilineï¾½r invariant γ : ((V i V i K er lineeï¾½rkombinasjon av invaiantene µ σ (φ 1 φ i X 1 X i = φσ(j,xj j Bevis. γ π π(γ, som er et element i sentralisatoren S. Det betyr at π(γ = a iσ λ σ = γ = a σ µ σ λ σ φ 1 φ i X 1 X i = φ 1 φ i, λ σ (X 1 X i = φ 1, X σ (1 1 φi, X σ 1 (i = φ σ(1, X 1 φσ(i, X i = µ σ (φ 1 φ i X 1 X i V vektorrom, G GL n End(V. g G virker pï¾½ V ved ï¾½ betrakte g som endomor av V. G virker pï¾½ V = Hom(V, k φ ved (gφ(v = φ(g 1 v La w V. G virker pï¾½ V V ved at g(w v = w g 1 gv Nï¾½ skal vi identisere ψ End(V med ψ : V V k ved ψ(w v = w (ψ(v Dersom ψ er G-lineï¾½r, dvs ψ(gv = (gψ(v, sï¾½ vil ψ vï¾½re G-invatiant, fordi: ψ(w g 1 gv = w (g 1 ψ(gv = w (g 1 gψv siden ψ er G-lineï¾½r = w (ψv = ψ(w v (2.3 7

Husk at End(V V V. Vi er interessert i dekomposable endomorer i End(V, som er pï¾½ formen φ v. φ v φ v (φ v(u = φ, u v = φ(u v (2.4 Multiplikasjon av endomorer a φ u, ψ v End(V (φ u (ψ v = φ ψ, v u Traseavbildningen b φ V, v V Da er tr(φ v = φ, v (φ v ii = (φ(e i v i i i = φ(v i e i i = φ( i v i e i = φ(v = φ, v Under fï¾½lger en kort oversikt over isomorene av G-rommene (K i n M n (K i (V V i V i V i Beskrivelsen av de lineï¾½re invariante i (V V i (fra teorem?? gir oss beskrivelsen av de lineï¾½re invariante for Mn i. Vi kan nï¾½ uttrykke µ σ i form av matrise-variable. Teorem 2.2.2. La µ σ : M n (K i K, σ S i, σ = (i 1, i 2,..., i k (j 1,..., j n (t 1,..., t l Gitt B 1, B 2,..., B i M n Da er µ σ (B 1, B 2,..., B i = tr(b i1,..., B ik tr(b j1,..., B jn tr(b t1,..., B tl Bevis. Ser pï¾½ B 1, B 2,..., B i som dekomposable, siden bï¾½de hï¾½yresiden og venstresiden bestï¾½r av multilineï¾½re avbildninger. Da kan vi skrive B j = φ j x j. Dermed blir µ σ (B 1 B 2 B i = µ σ (φ 1 φ 2 φ i x 1 x 2 x i i = φσ(h,xh = φi2, x i1 φ i3, x i2 φ ik, x φi1 ik 1, x ik h=1 φ j2, x j1 φ j1, x jn φ t2, x t1 φ t1, x tl La H = φ i2, x i1 φ i3, x i2 φ ik, x ik 1 φi1, x ik. 8

tr(b i1 B i2 B ik = tr(φ i1 x i1 φ i2 x i2 φ ik x ik = tr(φ i1 φ i2 x i1 φ ik x ik 1 xik = φ i2 x i1 φ ik x ik 1 tr(φi1 x ik = φ i2 x i1 φ ik x ik 1 φi1, x ik = H Resten av teoremet fï¾½lger av dette. Teorem 2.2.3. Enhver polynomial invariant av i n n-matriser B 1, B 2,..., B i er et polynom i invariantene tr(b i1, B i2,..., B ij Bevis. Vi har allerede bevist teoremet for multilineï¾½re invaianter. Det generelle tilfellet fï¾½lger av det. 9

Kapittel 3 Aritmetikk 3.1 Aritmetikk for traseringen Lemma 3.1.1. La X og Y være 2 2 matriser. Da gjelder det(x + Y det(x det(y = tr(x tr(y tr(xy ( ( x11 x Bevis. X = 12 y11 y og Y = 12 x 21 x 22 y 21 y 22 ( x11 + y det 11 x 12 + y 12 (x x 21 + y 21 x 22 + y 11 x 22 x 12 x 21 (y 11 y 22 y 12 y 21 22 = (x 11 +y 11 (x 22 +y 22 (x 12 +y 12 (x 12 +y 21 x 11 x 22 +x 12 x 21 y 11 y 22 +y 12 y 21 = x 11 x 22 + x 11 y 22 + y 11 x 22 + y 11 y 22 x 11 x 22 x 12 x 21 x 12 y 21 y 12 y 21 tr(x tr(y tr(xy : = y 11 x 22 + x 11 y 22 x 12 y 21 y 12 x 21 ( ( x11 x (x 11 + x 22 (y 11 + y 22 tr 12 y11 y 12 x 21 x 22 y 21 y 22 ( x11 y = x 11 y 11 + x 11 y 22 + x 22 y 11 + x 22 y 22 tr 11 + x 12 y 21 x 21 y 12 + x 22 y 22 = x 11 y 11 + x 11 y 22 + x 22 y 11 + x 22 y 22 x 11 y 11 x 12 y 21 x 21 y 12 x 22 y 22 = x 11 y 22 + x 22 y 11 x 12 y 21 x 21 y 12 Lemma 3.1.2. Hentet fra Lemma 3.2 i [?]: La R være en kommutativ k-algebra. For to 2 2 matriser X og Y M 2 (R har vi at følgende gjelder: i. X 2 = t X X d X I, der t X er trasen til X og d X er determinanten til X ii. X 3 = (t 2 X d XX t X d X I 10

iii. Y X = XY + t X Y + t Y X + t XY t X t Y Bevis. i. Fra Cayley-Hamiltons teorem får vi at matrisen X innsatt i dets karakteristiske polynom er lik null: ( 2 ( ( x11 x 12 x11 x (x x 21 x 11 +x 22 12 1 0 (x 22 x 21 x 11 x 22 x 12 x 21 = (0 22 0 1 ii. Starter med X 2 = t X X d X I, og multipliserer med X på begge sider av likningen. Da får vi iii. Observer at X 3 = t X X X d X I X = t X X 2 d X X = t X (t X X d X I d X X fra i = t 2 XX t X d X d X X = (t 2 X d X X t X d X (X + Y 2 = X 2 + XY + Y X + Y 2 (X + Y 2 = t X+Y (X + Y d X+Y I = t X X d X I + XY + Y X + t Y Y d Y Y (3.1 = (t X + t Y (X + Y d X+Y I = (t X + t Y (X + Y (d x + d y + t x + t Y t XY fra Lemma?? = t X X + t X Y + t Y X + t Y Y d x d Y t X t Y + t XY (3.2 Setter likningene (??og (?? lik hverandre og får : t X X d X + XY + Y X + t Y Y d Y = t X X + t X Y + t Y X + t Y Y d X d Y t X t Y + t XY XY + Y X = t X Y + t Y X + t XY Y X = XY + t X Y + t Y X + t XY 3.2 Eksempler 3.2.1 Eksempel 1 ( ( 2 1 1 3 X = og Y = t 3 0 2 4 X = 2, d X = 2, t Y = 5, t XY = 13, t X t Y = 10 ( ( ( X 2 2 1 2 1 1 2 = = 3 0 3 0 6 3 ( ( 2 1 1 0 t x X d x I = 2 3 3 0 0 1 ( ( ( 4 2 3 0 1 2 = = V.S = H. 6 0 0 3 6 3 11

3.2.2 Eksempel 2 ( ( ( X 3 = X X 2 2 1 1 2 4 1 = = 3 0 6 3 3 6 ( ( ( (t 2 2 1 1 0 2 1 X d X X t X d X I = (4 3 6 = 3 0 0 1 3 0 ( 4 1 = V.S = H.S 3 6 3.2.3 Eksempel 3 Y X = ( ( 1 3 2 1 2 4 3 0 = ( 11 1 8 2 ( 6 0 0 6 XY + t X Y + t Y X + t XY ( ( 4 2 1 3 = +2 +5 3 9 2 4 V.S = H.S ( 2 1 3 0 + ( ( 13 0 10 0 = 0 13 0 10 ( 11 1 8 2 12

Kapittel 4 Traseringen Husk at trasreringen T er denert som den minste underringen av Γ k[x l ij ], derl = 1,..., m og i, j = 1,..., n som inneholder alle traser. T er generert av koesientene til karakteristiske polynomene til de genreiske matrisene. Artin og Procesi beviste at T Γ G, der Γ G er invariantringen. Forventet dimensjon for invariantringen kan regnes ut ved hjelp av følgende formel: mn 2 (n 2 1 4.1 Traseringen for 2 2 matriser La X, Y være 2 2 matriser. Mengden av alle traser er k[t X, t Y, d X, d Y, d X 2, t XY, t Y X, t X 3,...] Fra Lemma?? vet vi at X 2 og X 3 uttrykkes av traser pga Cayley-Hamiltons teorem, m = 2, n = 2 mn 2 (n 2 1 = (m 1n 2 + 1 = (2 1 4 + 1 = 5 Så traseringen for 2 2 matriser X og Y er generert av fem elementer, nemlig k[t X, t Y, d X, d Y, t XY ], der t XY kan byttes ut med d X+Y 4.2 Traseringen for 3 3 matriser La X, Y være 3 3 matriser. m = 2, n = 3 Den forventede dimensjonen til invariantringen til X og Y er (m 1n 2 + 1 = (2 1 9 + 1 = 10. Det er ikke entydig gitt hvilket elementer som generer traseringen til X og Y, men i de enkleste tilfellene er den gitt ved k[t X, t Y, d X, d Y, t XY, t X 2, t Y 2, t X 2 Y, t Y 2 X, t XY XY ]. 4.3 Traseringen for kvosienter La modulen M = k 2, Xog Y er matriser i M 2 (k. Vi har en ring delt ut med et ideal A = k X, Y /J ρ End(k 2 End(M M 2 (k, der J er et ideal. 13

I dette tilfellet er det generelt vanskelig å beregne traseringen eksplisitt, men man kan si noe om den i konkrete tilfeller, blant annet ved å bruke at X og Y generer hele M 2 (K ( når M er irredusibel, dvs når M er simpel ρ er surjektiv det [x,y] = 1 (2t XY t X t Y 2 (t 2 X 4d X(t 2 Y 4d Y 0. I hvert tilfelle, 4 må man sette idealet lik null. Siden {1, X, Y, XY } skal generere hele M 2 (k, må {1, X, Y, XY } være lineært uavhengige. Ved å bruke Lemma??, kan man alltid skrive X og Y ved hjelp av traser og determinanter. Siden idealet er lik null, må koesientene foran {I, X, Y, XY } være null. Hentet fra [?]. I neste kapittel ser vi nærmere på hvordan dette gjøres med konkrete eksempler. 14

Kapittel 5 Beregne trasering La A = k X, Y /I. Nå skal vi beregne traseringen for utvalgte kvotsienter av k X, Y a. I = X 2 + Y 2 1 b. I = Y 2 X 3 c. I = Y 2 X 3 1 d. I = Y 2 X 3 1 γ(xy Y X a. For A = k X, Y /X 2 + Y 2 1 : ser vi på når I =0. Det betyr at X 2 + Y 2 1 = 0 Dette kan vi skrive om på denne måten ved å bruke Lemma?? = t X X d X I + t Y Y d Y I =t X X + t Y Y (d X + d Y + 1 = 0 For at{1, X, Y, XY } skal være lineært uavhengige (sidn vi kun er interessert i simple moduler, må konstantene foran {1, X, Y, XY } være 0. derfor blir t X = t Y = 0 d X + d Y + 1 = 0 d X = 1 d Y t XY kan velges fritt Det betyr at traseringen til A er generert av d Y (ev. d X og t X Y Tilslutt må vi sjekke om d [X,Y ] 0 : d [X,Y ] = 1 ( (2t XY t X t Y 2 (t 2 X 4d X (t 2 Y 4d Y 4 = 1 4 ( (2t XY 2 (4 4d Y ( 4d Y = t 2 XY + 4d Y + 4d 2 Y 0 15

b. For A = k X, Y /Y 2 X 3 : ser vi på når I =0. Det betyr at Y 2 X 3 = 0 =t Y Y d Y I ((t 2 X d X X t X d X =t Y Y (t 2 X d X X ( t X d X + d Y I = 0 For at{1, X, Y, XY } skal være lineært uavhengige (siden vi kun er interessert i simple moduler, må konstantene foran {1, X, Y, XY } være 0. derfor blir t Y = 0 d X = t 2 X d Y = t X d X = t 3 X t XY og t X kan velges fritt Det betyr at traseringen til A er generert av t X og t X Y Tilslutt må vi sjekke om d [X,Y ] 0 : d [X,Y ] = 1 ( (2t XY t X t Y 2 (t 2 X 4d X (t 2 Y 4d Y 4 = 1 4 ( (2t XY 2 (t 2 X 4t 2 X( 4t 3 X = 1 4 ( 4t 2 XY 12t 5 X = t 2 XY + 3t 5 X 0 16

c. For A = k X, Y /Y 2 X 3 1: ser vi på når I =0. Det betyr at Y 2 X 3 1 = 0 =t Y Y d Y I ((t 2 X d X X t X d X =t Y Y (t 2 X d X X ( t X d X + d Y 1I = 0 For at{1, X, Y, XY } skal være lineært uavhengige (sidn vi kun er interessert i simple moduler, må konstantene foran {1, X, Y, XY } være 0. derfor blir t Y = 0 d X = t 2 X d Y = t X d X + 1 = t 3 X + 1 t XY og t X kan velges fritt Det betyr at traseringen til A er generert av t X og t X Y Tilslutt må vi sjekke om d [X,Y ] 0 : d [X,Y ] = 1 ( (2t XY t X t Y 2 (t 2 X 4d X (t 2 Y 4d Y 4 = 1 4 = 1 4 ( 4t 2 XY (t 2 X 4t 2 X( (t 3 X + 1 ( 4t 2 XY (3t 5 X + 3t 2 X 0 d. For A = k X, Y /Y 2 X 3 1 γ(xy Y X: ser vi på når I =0. Det betyr at Y 2 X 3 1 : γ(xy Y X = 0 =t Y Y d Y I ((t 2 Xd X X t X d X 1 γ(xy +γ[ XY +t X Y +t Y X t X t Y ] =t Y + γt X Y + (t 2 X+ d X γt Y X 2γXY ( d Y + t X d X + t X t Y 1I = 0 For at{1, X, Y, XY } skal være lineært uavhengige (sidn vi kun er interessert i simple moduler, må konstantene foran {1, X, Y, XY } være 0. derfor blir t Y = γxy 2γ = 0 γ = 0, og da får vi akkurat samme situsjon som i c 17

Bibliogra [1] Artin,M, On Azumaya Algebras and Finite Dimensional Representations of Rings. J. of Alg. 11, (1969 pp. 532-563 [2] Jï¾½ndrup, S., Laudal, O. A., Sletsjï¾½e,A. B., Noncommutative plane curves, Institute Mitage-Leer Report no. 20(2003/2004, math AG/0405350. [3] Le Bruyn, L. Tracering of generic 2 by 2 matrices. Mem. Amer. Math Soc.66 (363, 1987 [4] Procesi, C., The invariant theory of n n matrices. Adv. in math. 19, (1976, pp. 306-381 18