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Anzahl der Konjugationsklassen in GL(n,K)

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Tags: Gruppen, Konjugationsklassen, Lie-Algebra, matriz, Matrizengruppen

 
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user3333

user3333

18:23 Uhr, 07.03.2021

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Hallo zusammen,

ich möchte gerne ein paar "Eigenschaften" von Matrizengruppen wie beispielsweise der Gl(n,K) oder SO(n,K) bestimmen.

Die Ordnung der allgemeinen linearen Gruppe beträgt wahrscheinlich "unendlich" ?
Wie bestimme ich denn die Anzahl der Konjugationsklassen oder die maximale Ordnung eines Elements in Gl(n,K) (auch unendlich?)? Wie sehen mögliche Kompositionsreihen aus?

Ich weiß, das sind sehr viele Fragen, aber eventuell kann mir hier ja jemand weiterhelfen!

Vielen Dank schon mal und liebe Grüße :-)

user3333
Online-Nachhilfe in Mathematik
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ermanus

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20:03 Uhr, 07.03.2021

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Das sind sehr interessante Fragen und Probleme, mit denen du
dich hier beschäftigst. Soviel kann man auf die Schnelle
schon mal sagen, wenn der Körper K endlich ist, dann ist
natürlich GL(n,K) für jedes n eine endliche Gruppe, da es ja nur
Kn2 Matrizen gibt.
Z.B. ist GL(2,K)=6, wenn K=F2 der Körper mit 2 Elementen ist.
Es ist GL(2,F2)S3, hat also wie S3 3 Konjugationsklassen.
Also forsche mal fleißig. Ich stehe zur Verfügung :-)
Gruß ermanus
user3333

user3333

20:55 Uhr, 07.03.2021

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Hallo,

genau das habe ich vorher auch schon zufällig herausgefunden! :-)
Ich frage mich allerdings, wie das beispielsweise für K=R (reelle Zahlen) aussehen würde, da der zugrundeliegende Körper dann schon mal unendlich viele Elemente aufweist.
Vielen Dank, ich gebe mein Bestes ;-)

Liebe Grüße,

user3333
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ermanus

ermanus aktiv_icon

21:07 Uhr, 07.03.2021

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Wenn der Körper K unendlich ist, dann ist auch GL(n,K) unendlich;
denn ist In die n×n-Einheitsmatrix, so ist die Menge
D:={xIn:xK*} eine unendliche Untergruppe.
Da die Elemente von D alle paarweise nicht konjugiert sind,
gibt es also auch unendlich viele Konjugationsklassen.
Im Falle K=komplexe Zahlen liegt in jeder Konjugationsklasse
(bis auf die Reihenfolge der Jordankästchen) genau eine
Jordansche Normalform mit Eigenwerten 0.

user3333

user3333

11:15 Uhr, 08.03.2021

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Stimmt, diese Erklärung habe ich gesucht, vielen Dank!
Paarweise nicht konjugiert bedeutet, dass jedes Element eine eigene Konjugationsklasse bildet?
Warum liegt im Fall der komplexen Zahlen in jeder Konjugationsklasse genau eine Jordansche Normalform? Ich tue mir gerade schwer, hier den Zusammenhang zu erkennen.

Liebe Grüße,

user3333
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

11:24 Uhr, 08.03.2021

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"Warum liegt im Fall der komplexen Zahlen in jeder Konjugationsklasse genau eine Jordansche Normalform?"

Weil jede Matrix zu einer Jordan-Normalform konjugiert ist und zwei unterschiedliche Jordan-Normalformen nicht konjugiert sind. Das ist gerade die Hauptaussage der Jordan-Normalform-Theorie.

Satz 5.7 hier www.math.uni-kiel.de/geometrie/klein/physs11/mi0806.pdf
oder
Folgerung 20.15 hier www.mathematik.uni-kl.de~gathmann/class/gdm-2019/gdm-2019-c20.pdf
Frage beantwortet
user3333

user3333

12:32 Uhr, 09.03.2021

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Hallo DrBoogie,

vielen Dank, das habe ich noch nicht gewusst!

Liebe Grüße,

user3333