חבורת הקווטרניונים

חבורת הקווטרניונים היא חבורה לא אבלית מסדר 8. מקובל לסמן את החבורה Q8 או פשוט Q.

גרף קיילי של חבורת הקווטרניונים. חיצים אדומים מייצגים כפל מימין ב-i וחיצים ירוקים מייצגים כפל מימין ב-j.

ניתן להציג את החבורה כך: . זוהי הצגה נוחה, אך בזבזנית של Q. למעשה החבורה נוצרת גם על ידי שני איברים בלבד, וניתן להציגה כ-. x, y הם כל שניים מבין i, j, k. את לוח הכפל של החבורה אפשר לקרוא מן הטבלה הבאה (כאשר שינוי הסימן של אחד הגורמים משנה גם את הסימן של המכפלה):

× 1 i j k
1 1 i j k
i i −1 k −j
j j −k −1 i
k k j −i −1

חבורת הקווטרניונים עומדת בבסיס אלגברת הקווטרניונים של המילטון . האחרונה היא אוסף הצירופים הליניאריים מעל הממשיים של איברי חבורת הקווטרניונים. כלומר: .

הצגה ליניארית עריכה

חבורת הקווטרניונים ניתנת להצגה ליניארית כתת חבורה של  , החבורה הליניארית המיוחדת מסדר 2 מעל המרוכבים, הכוללת את איברי החבורה הליניארית הכללית   שהדטרמיננטה שלהם היא 1:

 

הצגה נוספת של Q היא כתת-חבורה של  , חבורת המטריצות 2×2 מעל השדה הסופי מסדר 3 (שאיבריו הם  ):

 

הצגה זו מראה ש-Q היא תת חבורה נורמלית מאינדקס 3 של   (שהסדר שלה הוא 24).

תכונות עריכה

המרכז של החבורה הוא {1, −1}. חבורת המנה ביחס למרכז וחבורת האוטומורפיזמים הפנימיים של חבורת הקווטרניונים איזומורפיות לחבורת הארבעה של קליין. חבורת האוטומורפיזם הכללית איזומורפית לחבורה הסימטרית S4 וחבורת האוטומורפיזם החיצונית ל-S3.

חבורה המילטונית היא חבורה לא אבלית, שכל תת-החבורות שלה הן נורמליות. כל חבורה המילטונית היא מכפלה של חבורת הקווטרניונים בחבורה אבלית שהיא מכפלת חבורת-2 אלמנטרית בחבורה מפותלת שכל אבריה מסדר אי-זוגי. (חבורה שהיא או אבלית או המילטונית נקראת לפעמים "חבורת דדקינד").

ראו גם עריכה

קישורים חיצוניים עריכה