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Grupo teórico de la solución a un problema de la OMI

Hay un (estrictamente) grupo teoría de la interpretación (y, posiblemente, una solución a este problema (tomado del 27 de OMI)?

"A cada uno de los vértices de un pentágono regular de un número entero es asignado de tal forma que la suma de los cinco números es positivo. Si tres vértices consecutivos se asignan los números de $x,y,z$ respectivamente, y $y <0$, a continuación, la siguiente operación es permitido: los números de $x,y,z$ son reemplazados por $x+y$, $-y$, $z+y$, respectivamente. Este tipo de operación se realiza repetidamente siempre que al menos uno de los cinco números es negativo. Determinar si este procedimiento viene necesariamente a una final después de un número finito de pasos".

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Matt Samuel Puntos 22587

El grupo de teoría de la interpretación es como el juego de los números para el grupo de Coxeter de tipo $\widetilde{A}_4$, con generadores $s_1,s_2,s_3,s_4,s_5$, donde las relaciones son $$s_1^2=s_2^2=s_3^2=s_4^2=s_5^2=1\mathrm{,}$$ $$(s_is_j)^2=1$$ si $i\not\equiv j\pm 1\pmod{5}$, y $$(s_is_{i+1})^3=1$$ para todos los $i$ donde $i+1$ es tomado del modulo $5$. Este es un infinito de grupo. Este grupo actúa en el espacio vectorial de todas las funciones de los vértices $v_1,v_2,v_3,v_4,v_5$ del pentágono a $\mathbb{R}$. Si $f$ es una función, entonces $$(s_if)(v_j)=f(v_j)$$ si $j\not\equiv i\pm 1\pmod{5}$, $$(s_if)(v_j)=-f(v_j)$$ si $i=j$, y $$(s_if)(v_j)=f(v_i)+f(v_j)$$ si $j\equiv i\pm 1\pmod{5}$.

Este problema se da como un ejercicio en el libro de texto de la Combinatoria de Grupos de Coxeter por Bjorner y Brenti. El lector se pregunta para el uso de la teoría presentada en el libro para demostrar que el juego siempre termina después de que el mismo número de pasos y en la misma posición, independientemente de cómo se juega. El hecho de que el juego finalmente se termina no es tan fácil de determinar a partir de la teoría; el lector se preguntó por primera vez para encontrar un elemental prueba de ello. Una prueba es dada aquí. Una vez que sabemos que el juego siempre termina en una posición positiva, podemos utilizar el hecho de que el elemento del grupo que se usaba para llevar la posición inicial a la posición final está determinada únicamente por las posiciones inicial y final, y los pasos que se han dado siempre la disminución de la longitud del elemento cuando se expresa en términos de los generadores $s_1,s_2,s_3,s_4,s_5$, llegando a la identidad.

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