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La incrustación $GL_2(\mathbb{F}_l)$ a $GL_2(\mathbb{C})$

Hace poco me enteré de que $GL_2(\mathbb{F}_3)$ puede ser embebido en $GL_2(\mathbb{C})$; en concreto,

$$ \left(\begin{array}{cc} -1 & -1 \\ -1 & 0 \end{array} \right) \mapsto \left(\begin{array}{cc} -1 & -1 \\ -1 & 0 \end{array} \right) $$

y

$$ \left(\begin{array}{cc} 1 & -1 \\ 1 & 1 \end{array} \right) \mapsto \left(\begin{array}{cc} 1 & -1 \\ -\sqrt{-2} & -1 + \sqrt{-2} \end{array} \right). $$

Creo que lo mismo va para las $\mathbb{F}_5$.

Esto puede ser hecho por otros de mayor tamaño de los números primos?

(Motivación: estoy interesado en hacer algún mod-$l$ representaciones complejas. )

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Geoff Robinson Puntos 17610

No, por desgracia, $3$ es el más grande de la principal para que usted pueda hacer esto, a pesar de ${\rm SL}(2,\mathbb{F}_5)$ incrusta en ${\rm GL}(2,\mathbb{C}).$ Hay muchas maneras de ver esto, pero un resultado que pone a la fuerte baja de los límites en las dimensiones de complejo de representaciones es un resultado de Feit y Thompson (edificio en el trabajo de Brauer), alrededor de 1960: Si $G$ es un subgrupo finito de ${\rm GL}(n,\mathbb{C}),$ $G$ tiene un normal Sylow $p$-subgrupo para cada uno de los prime $p > 2n+1.$

También es posible ver directamente desde su tabla de caracteres, que ${\rm GL}(2,\mathbb{F}_{p})$ no tiene no lineal irreductible carácter de título inferior a $p-1.$

7voto

markedup Puntos 505

En primer lugar, permítanme ampliar ligeramente en el último párrafo de Geoff Robinson respuesta. Su pregunta es equivalente a la pregunta de si $G=\text{GL}_2(\mathbb{F}_p)$ tiene un fiel 2-dimensional representación compleja. Ahora, este tipo de representación no puede ser la suma de dos dimensiones, ya que todo se toma a través de $G'$, por lo que usted está buscando una representación irreducible.

Las representaciones irreducibles de $\text{GL}_2(\mathbb{F}_p)$ son en realidad bastante fácil de escribir. Si usted inducir todas las posibles representaciones tridimensionales de $B=\begin{pmatrix}* & *\\0 & *\end{pmatrix}$, luego las inducciones será irreducible (por lo tanto, $p+1$- dimensional) o van a ser productos directos de la unidimensionalidad y otro irreductible. De esta manera se consigue que los personajes levantado de $G/G'$ y algunos $p$-dimensiones irreductibles. El resto de las representaciones irreducibles de $G$ tiene dimensión $p-1$ (que también puede ser escrito de forma explícita, pero un poco menos fácilmente). En resumen, las dimensiones de las representaciones irreducibles de $G$ 1, $p-1$, e $p$.

Ahora, a su motivación: por lo general, cuando las personas intentan "hacer mod $l$ representaciones complejas", lo que significa que se eleva a la característica 0. En otras palabras, si $\overline{\rho}:\Gamma\longrightarrow \text{GL}_n(\mathbb{F}_l)$ es una representación, encontrar una representación $$ \rho:\Gamma\longrightarrow \text{GL}_n(\mathbb{Z}_l)\hookrightarrow \text{GL}_n(\mathbb{Q}_l) $$ que se reduce a $\overline{\rho}$ modulo $l$. Cuando esto se puede hacer es bastante delicada cuestión, en general. Después de eso, usted puede corregir algunos de incrustación de $\mathbb{Q}_l$ a $\mathbb{C}$ si se desea, para hacer de $\rho$ en una representación compleja.

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