“在对称群中,共轭会重新标记循环中的字母,因而相同循环型的置换共轭。这给出单位元、换位、三循环三个共轭类,大小分别为 $1,3,2$。它们的总和正是类方程中的 $1+3+2=6$。”
形式陈述
设
证明来自共轭作用的轨道分拆。元素
中心元素恰好满足
直觉
类方程把共轭作用的轨道分拆变成群阶的求和公式。中心元素在任何共轭下都不动,各自占一个位置;非中心元素则沿同一共轭类移动。一个代表
计算时,先找出中心,把这些单点类的贡献合计为
例子与边界
这里
阿贝尔有限群给出求和为空的情形:
推论与应用
若
由此还能证明每个
对非平凡有限
在表示论中,共轭类还给类函数空间提供一组基:每个类的示性函数占一维。特征标正交定理证明不可约复特征标是同一空间的另一组基,所以不可约复表示的同构类数等于共轭类数。
参考资料
- David S. Dummit and Richard M. Foote, Abstract Algebra, 3rd ed., Wiley, 2004, §4.3.
- I. Martin Isaacs, Finite Group Theory, American Mathematical Society, 2008, Chapter 1.