Un corolario del teorema de Cayley relativo a los automorfismos

Hice una observación bastante interesante. Para un grupo finito GRAMO , por el teorema de Cayley, hay una incrustación natural (en realidad muchas posibles incrustaciones de este tipo, pero cualquiera de las naturales que surgen en la prueba del teorema servirá para el resto de este argumento), de GRAMO en el grupo simétrico S norte , dónde | GRAMO | = norte . Considere el mapa de multiplicación de la izquierda ( se podría usar el mapa de la derecha en su lugar, WLOG) para GRAMO , y en particular, tenga en cuenta que esta es una forma de realizar explícitamente GRAMO como un subgrupo de los S norte (donde vemos S norte como el Sim ( GRAMO ) , el grupo de permutaciones de los elementos de GRAMO ). Ahora considera cualquier σ automático ( GRAMO ) . Hacemos notar que esto también puede ser considerado como una permutación de los elementos de GRAMO , y examina cómo se relacionan con las permutaciones dadas por el mapa de multiplicación de la izquierda. La propiedad del homomorfismo garantiza que debe conmutar con el mapa de multiplicación de la izquierda, ya que no debería importar si primero se aplica el automorfismo y luego se opera dentro del grupo, o si se hacen esas cosas en orden inverso. Además, lo contrario también es cierto, cualquier permutación en los elementos de GRAMO que conmuta con el mapa de multiplicación izquierdo también debe satisfacer la propiedad de homomorfismo y es, en particular, también una biyección en los elementos de GRAMO y por lo tanto un automorfismo. Por lo tanto, podemos describir automático ( GRAMO ) en términos de centralizadores en Sim ( GRAMO ) de la siguiente manera (con un ligero abuso de notación):

automático ( GRAMO ) C Sim ( GRAMO ) ( GRAMO )

No he encontrado esta caracterización particular antes, y parece que puede ser útil en ciertas situaciones (y podría sugerir algunas formas bastante eficientes de calcular grupos de automorfismos a través de representaciones de permutación). ¿Es esto conocido? Y si es así, ¿cuáles son algunas de sus ramificaciones?

Entonces esto no funciona porque la conmutación con la acción de multiplicación por la izquierda sería σ ( gramo ( X ) ) = gramo ( σ ( X ) ) cuando la propiedad del homomorfismo es σ ( gramo ( X ) ) = σ ( gramo ) ( σ ( X ) ) ?
Esto se cubre en el libro de texto de Marshall Hall Jr. sobre teoría de grupos, página 83. El teorema 6.3.1 es que el centralizador de la representación regular izquierda es la representación regular derecha, y viceversa. El teorema 6.3.2 es que el subgrupo del normalizador que fija el elemento de identidad (usando la representación regular) es el grupo de automorfismos.
Computacionalmente: los normalizadores y centralizadores informáticos en grupos de permutación tienen una complejidad teórica mala y, aunque generalmente son bastante rápidos, a veces toman mucho tiempo en la práctica. Otro problema es que nos gustaría que los algoritmos se ejecutaran en tiempo polinomial en registro | GRAMO | , pero incluso escribir la representación regular lleva un tiempo exponencial, | GRAMO | .
@JackSchmidt Si desea calcular el normalizador en S y metro ( GRAMO ) de GRAMO , entonces generalmente es mucho más eficiente calcular A tu t ( GRAMO ) y luego construya directamente el producto semidirecto asociado. Para grupos GRAMO que no sean demasiado grandes (tal vez a la orden 10 4 o 10 5 ), esta representación del holomorfo puede ser muy conveniente para varios cálculos, como probar la conjugación de subgrupos de GRAMO bajo A tu t ( GRAMO ) .
Pero calcular centralizadores de grupos de permutación en el grupo simétrico es generalmente rápido, es decir, tiempo polinomial.
Pensé que el tiempo de ejecución teórico de los centralizadores en los grupos de permutación aún se desconocía y tenía algunas consecuencias importantes si era polinomial. Cheryl Praeger dijo en 2019: "No se conoce ningún algoritmo de tiempo polinomial para calcular intersecciones, centralizadores o normalizadores de subgrupos en grupos de permutación. El actual algoritmo genérico de última generación para buscar tales subgrupos de un grupo de permutación dado se llama partición de retroceso".
Ah, ya veo. La diferencia es el normalizador o centralizador en Sym versus un grupo de permutación genérico
Sí, los centralizadores en el grupo simétrico son de tiempo polinomial. Pero generalmente se cree que los normalizadores en el grupo simétrico tienen la misma complejidad que los normalizadores en general, y al menos tan malos como las intersecciones y los centralizadores generales (que son polinómicamente equivalentes).
¡Gracias!          

Respuestas (1)

no es cierto que A tu t ( GRAMO ) C S y metro ( GRAMO ) ( GRAMO ) - En realidad C S y metro ( GRAMO ) ( GRAMO ) GRAMO (y es igual a GRAMO si y si GRAMO es abeliano).

Tenemos A tu t ( GRAMO ) norte S y metro ( GRAMO ) ( GRAMO ) 1 es decir, el estabilizador del elemento de identidad en el normalizador en S y metro ( GRAMO ) de GRAMO .

El normalizador completo norte S y metro ( GRAMO ) ( GRAMO ) es isomorfo al producto semidirecto GRAMO ϕ A tu t ( GRAMO ) (con ϕ igual al mapa de identidad en A tu t ( GRAMO ) ), que se conoce como el holomorfo de GRAMO .

Que quieres decir con Sim ( Ω ) ?
El grupo simétrico en el set. Ω .