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| -rw-r--r-- | buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex | 39 |
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diff --git a/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex b/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex index 1dc6f98..6655864 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex +++ b/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex @@ -1,7 +1,7 @@ \section{Symmetrie} Das Wort Symmetrie ist sehr alt und hat sich seltsamerweise von seinem ursprünglichen griechischen Wort -\(\mathrm{\Sigma\nu\mu\mu\varepsilon\tau\rho\iota\alpha}\) +\(\mathrm{\Sigma\upsilon\mu\mu\varepsilon\tau\rho\iota\alpha}\) \footnote{\emph{Symmetr\'ia}: ein gemeinsames Mass habend, gleichmässig, verhältnismässig} fast nicht verändert. In der Alltagssprache mag es ein locker definierter Begriff sein, aber in der Mathematik hat Symmetrie eine sehr @@ -33,9 +33,7 @@ Rotationssymmetrie zu veranschaulichen, was bedeutet, dass eine Drehung um einen Punkt um einen bestimmten Winkel \(360^\circ/n\) die Figur unverändert lässt. Das letzte Beispiel auf der rechten Seite ist eine unendliche Rotationssymmetrie. Sie wird so genannt, weil es unendlich viele Werte für -\(\alpha \in \mathbb{R}\) gibt, die die Form unverändert lassen. Dies ist -hoffentlich ausreichend, um die Bedeutung hinter der Notation zu verstehen, die -nun eingeführt wird. +\(\alpha \in \mathbb{R}\) gibt, die die Form unverändert lassen. % Vieleicht eine kurze Einführung in für die Definition, ich habe das gefühl, dass in der Definition die Symmetrie-Operation und die Gruppe auf einmal erklährt wird \subsubsection{Symetriegruppe} @@ -46,39 +44,40 @@ nicht nur um $\sigma$ sondern auch Diagonal gespiegelt werden oder um $90^\circ$ Fässt man die möglichen Symmetrien zusammen, entsteht eine Symmetriegruppe. \begin{definition}[Symmetriegruppe] - Sei \(g\) eine Operation, die ein mathematisches Objekt unverändert lässt. - Bei einer anderen Operation \(h\) definieren wir die Komposition \(h\circ g\) - als die Anwendung der Operationen nacheinander. Alle Operationen bilden unter - Komposition eine Gruppe, die Symmetriegruppe genannt wird. + Sei \(g\) eine umkehrbare Operation, die ein mathematisches Objekt + unverändert lässt. Bei einer anderen Operation \(h\) definieren wir die + Komposition \(h\circ g\) als die Anwendung der Operationen nacheinander. Alle + Operationen bilden unter Komposition eine Gruppe, die Symmetriegruppe genannt + wird. \end{definition} % ich lese diese Definition ein wenig holprig, vieleicht können wir sie zusammen anschauen % Nach meinem Geschmack könne es hier auch eine einleitung wie mein Beispiel geben dammit man den Text flüssiger lesen kann \begin{definition}[Zyklische Untergruppe, Erzeuger] Sei \(g\) ein Element einer Symmetriegruppe \(G\). Alle möglichen Kompositionen von \(g\) und \(g^{-1}\) bilden eine sogenannte zyklische - Untergruppe von \(G\), und \(g\) wird ihr Erzeuger genannt. Die erzeugte - Untergruppe \(\langle g \rangle\) wird mit spitzen Klammern um den Erzeuger - bezeichnet. + Untergruppe von \(G\), und \(g\) wird ihr Erzeuger genannt. Die von \(g\) + erzeugte Untergruppe \(\langle g \rangle = \left\{ g^k : k \in \mathbb{Z} + \right\}\) wird mit spitzen Klammern bezeichnet. \end{definition} -Mit dem oben Gesagten können wir das \(n\)-Gon Beispiel formalisieren. +Damit können wir das \(n\)-Gon Beispiel formalisieren. Bezeichnen wir mit \(r\) eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn von \(360^\circ/n\) um einen Punkt. Diese Definition reicht aus, um die gesamte Symmetriegruppe \[ C_n = \langle r \rangle = \left\{\mathds{1}, r, r^2, \ldots, r^{n-1}\right\} \] -der Drehungen eines \(n\)-Gons zu definieren. Das liegt daran, -dass wir durch die mehrfache Verwendung von \(r\) jeden Winkel erzeugen, der -die Rotationssymmetrie bewahrt. Hier die Potenzen von \(r\) sind als -wiederholte Komposition gemeint, dass heisst \(r^n = r\circ r \circ \cdots -r\circ r\). Wenn wir diese Idee nun erweitern, können wir mit einem -Erzeugendensystemen komplexere Strukturen aufbauen. +der Drehungen eines \(n\)-Gons zu erzeugen. Das liegt daran, dass wir durch die +mehrfache Verwendung von \(r\) jeden Winkel erzeugen k\"onnen, der die +Rotationssymmetrie bewahrt. Hier die Potenzen von \(r\) sind als wiederholte +Komposition gemeint, dass heisst \(r^n = r\circ r \circ \cdots r\circ r\). +Wenn wir diese Idee nun erweitern, können wir mit einem Erzeugendensystemen +komplexere Strukturen aufbauen. \begin{definition}[Erzeugendensysteme] % please fix this unreadable mess - Jede Gruppe kann durch eines oder mehrere ihrer Elemente generiert werden. - Wir lassen \(g_1, g_2, \ldots, g_n\) erzeugenden Elemente einer + Jede disktrete Gruppe kann durch eines oder mehrere ihrer Elemente generiert + werden. Wir lassen \(g_1, g_2, \ldots, g_n\) erzeugenden Elemente einer Symmetriegruppe sein. Da es mehrere Erzeuger gibt, müssen auch die sogenannte Definitionsgleichungen gegeben werden, die die Multiplikationstabelle vollständig definieren. Die Gleichungen sind ebenfalls |