Burnsideovo lemma

Transkript

Burnsideovo lemma
Motivace
Orbity, pevné body a jiné prózy
Lemma, které není Burnsideovo
Kombinatorické aplikace
Aplikace v teorii čísel
Aplikace mimo matematiku
Burnsideovo lemma
30. srpna 2008
Burnsideovo lemma
Motivace
Orbity, pevné body a jiné prózy
Lemma, které není Burnsideovo
Kombinatorické aplikace
Aplikace v teorii čísel
Aplikace mimo matematiku
Obsah
1
Motivace
2
Orbity, pevné body a jiné prózy
3
Lemma, které není Burnsideovo
4
Kombinatorické aplikace
5
Aplikace v teorii čísel
6
Aplikace mimo matematiku
Burnsideovo lemma
Motivace
Orbity, pevné body a jiné prózy
Lemma, které není Burnsideovo
Kombinatorické aplikace
Aplikace v teorii čísel
Aplikace mimo matematiku
Motivační příklady
Kolika způsoby lze obarvit krychli pěti barvami?
Kolik existuje různých jader dichlorbenzenu?
Kolik je typů řešitelných pozic rubikovy kostky?
Burnsideovo lemma
Motivace
Orbity, pevné body a jiné prózy
Lemma, které není Burnsideovo
Kombinatorické aplikace
Aplikace v teorii čísel
Aplikace mimo matematiku
Obecný problém
Mějme množinu X nějakých objektů.
Určeme množinu G operací takových, že pokud prvek x 0
vznikne z prvku x některou z těchto operací, považujeme za
stejné.
Chceme určit, kolik nestejných prvků množina X obsahuje, tj.
z kolika tříd se skládá X /G .
Burnsideovo lemma
Motivace
Orbity, pevné body a jiné prózy
Lemma, které není Burnsideovo
Kombinatorické aplikace
Aplikace v teorii čísel
Aplikace mimo matematiku
Definice
Orbitou Gx objektu x vzhledem ke grupě operací G nazveme
množinu všech prvků, na x 0 , které se x nějakou operací z G
zobrazí.
Pevným bodem operace g rozumíme objekt x pro který
g (x) = x. Množinu pevných bodů g značíme X g .
Grupu symetrií objektu x, která je podgrupou G budeme
značit Gx .
Burnsideovo lemma
Motivace
Orbity, pevné body a jiné prózy
Lemma, které není Burnsideovo
Kombinatorické aplikace
Aplikace v teorii čísel
Aplikace mimo matematiku
Lemma
Počet tříd X /G je roven průměrnému počtu pevných bodů všech
zobrazení q ∈ G :
1 X g
|X /G | =
|X |.
|G |
g ∈G
Burnsideovo lemma
Motivace
Orbity, pevné body a jiné prózy
Lemma, které není Burnsideovo
Kombinatorické aplikace
Aplikace v teorii čísel
Aplikace mimo matematiku
Důkaz
Na prvek x pošleme všech |G | zobrazení, dostaneme |Ox | objektů,
každý |Gx | krát. Proto
X
|G | = |0x | · |Gx | =
|Gx |.
xi ∈Ox
Určeme počet dvojic g ∈ G , x ∈ X pro které g (x) = x.
P
1 Sčítáním přes G :
|X g |
Pg ∈G
2 Sčítáním přes X :
x∈X |Gx |
3
Sčítáním
přes
P
P X /G :
P
O∈X /G
x∈O |Gx | =
O∈X /G |G | = |X /G | · |G |
Porovnáním 1. a 3. dostáváme zadané tvrzení.
Burnsideovo lemma
Motivace
Orbity, pevné body a jiné prózy
Lemma, které není Burnsideovo
Kombinatorické aplikace
Aplikace v teorii čísel
Aplikace mimo matematiku
Příklad první
Kolika způsoy lze obarvit šachovnici 5x5 dvěma barvami?
Burnsideovo lemma
Motivace
Orbity, pevné body a jiné prózy
Lemma, které není Burnsideovo
Kombinatorické aplikace
Aplikace v teorii čísel
Aplikace mimo matematiku
příklad druhý
Kolika způsoby lze obarvit krychli n barvami?
Burnsideovo lemma
Motivace
Orbity, pevné body a jiné prózy
Lemma, které není Burnsideovo
Kombinatorické aplikace
Aplikace v teorii čísel
Aplikace mimo matematiku
Příklad třetí
Kolika způsoby lze obarvit dvanáctistěn n barvami?
Burnsideovo lemma
Motivace
Orbity, pevné body a jiné prózy
Lemma, které není Burnsideovo
Kombinatorické aplikace
Aplikace v teorii čísel
Aplikace mimo matematiku
Malá Fermatova věta
Určete počet různých náhrdelníků složených z p drahokamů, pokud
máme n druhů drahokamů, ty lze po řetízku posouvat ale otočení
řetízku vzhůru nohama je zjistitelné.
Burnsideovo lemma
Motivace
Orbity, pevné body a jiné prózy
Lemma, které není Burnsideovo
Kombinatorické aplikace
Aplikace v teorii čísel
Aplikace mimo matematiku
Wilsonova věta
Určete počet uzavřeých lomených čar, které mají své zlomy ve
vrcholech pravidelného p-úhelníka. Čáry pvažujeme za shodné,
lze-li jednu získat otočením druhé.
Burnsideovo lemma
Motivace
Orbity, pevné body a jiné prózy
Lemma, které není Burnsideovo
Kombinatorické aplikace
Aplikace v teorii čísel
Aplikace mimo matematiku
Rovnice typu a1 + a2 + · · · + am = n
Nalezněte všechna řešení rovnice
a1 + a2 + · · · + am = n
kde ai je neklesající posloupnost.
Větší výzva:
a1 · a2 · · · · · am = n
Burnsideovo lemma
Motivace
Orbity, pevné body a jiné prózy
Lemma, které není Burnsideovo
Kombinatorické aplikace
Aplikace v teorii čísel
Aplikace mimo matematiku
Chemie
Kolika existuje izomerů dichlorbenzenu? Kolik dichlorcyklohexenu?
Burnsideovo lemma

Podobné dokumenty

a H - Research Center for Complex Molecular Systems and

a H - Research Center for Complex Molecular Systems and MS grupa odvozená z experimetálních dat nemusí vždy souhlasit s bodovou grupou odpovídající její rovnovážné struktuře Rovnovážná geometrie NH3 v základním elektronickém

Více

6 Středová symetrie čtverce modulu Fourierovy transformace a

6 Středová symetrie čtverce modulu Fourierovy transformace a Fresnel, tome 1. Imprimerie impériale, Paris 1866) a Fraunhoferova difrakce z negativu portrétní perokresby. Důkaz: Předpokládejme, že funkce f (~x) je středově symetrická, tj. f (~x) = f (−~x) a v...

Více

kód školy - iTutorial

kód školy - iTutorial KONSTRUKCE ZLATÉHO ŘEZU Z dalších známých malířů, kteří byli poměrem zlatého řezu fascinováni, jmenujme alespoň Albrechta Dürera a Jana Vermeera.

Více