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과학

켤레류

켤레류과학
영어
Conjugacy class
표현
Cl(a)={gag⁻¹ | g∈G}
항등원의 켤레류
{e}
가환군의 경우
모든 켤레류가 한 원소로 구성
켤레류는 군의 한 원소 a를 gag⁻¹ 꼴로 바꾸어 얻는 모든 원소들의 집합이다. 여기서 g는 군 전체를 움직인다. 같은 켤레류에 속한다는 관계는 동치관계이며 군을 서로 겹치지 않는 켤레류들로 분할한다.

하나의 켤레 변환에서 전체로

특정 g로 gag⁻¹을 계산하는 것은 켤레 변환 한 번이다. g를 모든 군 원소로 바꾸어 가능한 결과를 모아야 켤레류를 얻는다. 원래 a도 항등원으로 변환해 얻을 수 있어 자신의 켤레류에 포함된다.

위수는 같지만 역은 주의

켤레인 두 원소는 같은 위수를 가진다. 실제로 (gag⁻¹)ᵏ=gaᵏg⁻¹이므로 항등원으로 돌아오는 최소 횟수가 보존된다. 그러나 위수가 같다고 반드시 켤레인 것은 아니다. 가환군에서는 각 원소가 자기 혼자 켤레류를 이루므로 같은 위수의 다른 원소도 다른 켤레류일 수 있다.

대칭군 S₃의 예

S₃에서는 항등순열 하나, 두 원소를 맞바꾸는 세 순열, 길이 3인 두 순환이 각각 켤레류를 이룬다. 따라서 켤레류 크기는 1, 3, 2이고 합은 군 크기 6이다. 이 예에서는 같은 종류의 자리 바꾸기가 같은 켤레류에 모인다.

정규부분군과의 관계

부분군 N이 정규이면 N의 원소를 어떤 g로 켤레 변환해도 N 안에 남는다. 따라서 정규부분군은 군 전체의 켤레류들을 통째로 모은 집합이다. 다만 켤레류 몇 개를 임의로 합쳤다는 이유만으로 부분군이 되는 것은 아니며 연산에 대해 닫혀 있는지도 확인해야 한다.

관련 문서

군 (수학) / 대칭군 / 정규부분군 / 중심 (군론) / 중심화군 / 동치관계 / 위수 (군론)