Zusammenfassung
Die Quelle für die Theorie der linearen Gruppen in endlichen Körpern (Galois-Feldern) ist heute noch das Buch von Dickson 1). Später hat Dickson selbst viele von seinen Ergebnissen auf unendliche Körper übertragen; eine Gesamtdarstellung dieses Gebietes, die zugleich die Beziehungen zur Theorie der kontinuierlichen Gruppen und zur projektiven Geometrie klar hervortreten läßt, steht aber noch aus. Aus diesem Grunde wird der Gegenstand hier unter Berücksichtigung der neueren Arbeiten noch einmal in seinen Grundzügen behandelt, wobei aber für viele Einzelheiten, insbesondere auch für die Beweise der Einfachheit der untersuchten Gruppen, auf das Dicksonsche Buch verwiesen wird. Die Isomorphismen der orthogonalen Gruppen in den singulären Fällen n = 3, 4, 5, 6, die einen der reizvollsten Teile des Dicksonschen Buches ausmachen, werden hier unter Hervorhebung ihrer reichhaltigen geometrischen und algebraischen Beziehungen von Grund aus neu hergeleitet.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Preview
Unable to display preview. Download preview PDF.
Literatur
L. E. Dickson: Linear Groups, with an exposition of the Galois Field theory. Leipzig 1901.
Die im folgenden nötigen Grundbegriffe der linearen Algebra sind in diesem Paragraphen ganz kurz zusammengefaßt. Für eine ausführlichere Darstellung siehe etwa B. L. Van Der Waerden: Moderne Algebra II, Berlin 1931, Kap. 15, oder L. E. Dickson: Modern algebraic theories. Chicago 1926.
Eine lange Reihe von Arbeiten verschiedener Autoren, angefangen mit G. Frobenius: J. reine angew. Math. 84 (1878) 1–63, behandelt dieses Thema. Für Literatur siehe C. C. Mac Duffee: Theory of Matrices. Ergebn. d. Math. 2, H. 5 (1933) 93. Ergänzend dazu seien die Arbeiten von O. Schreier und B. L. Van Der Waerden: Abh. Math. Inst. Hamburg 6 (1928) 308–310 und von K. Shoda: Math. Z. 29 (1929) 696–712 erwähnt.
E. Jacossthal: S.-B. Berl. math. Ges. 33 (1934) 15–34.
Die Bezeichnungsweise lehnt sich an die der amerikanischen Schule (vgl. Dickson: Linear Groups. Leipzig 1901) an; jedoch wurden einige Bezeichnungen vereinfacht und andere systematischer gestaltet; so schreiben wir GL statt Glh (= general linear homogeneous) und SL statt Slh.
GF (q) bezeichnet hier und im folgenden immer ein Galois-Feld mit q-Elementen. Vgl. B. L. Van Der Waerden: Moderne Algebra I, § 31.
L. E. DIcxsoN: Bull. Amer. math. Soc. (2) 13 (1907) 386–389
L. E. Dickson: Quart. J. Math. 38 (1907) 141–145.
L. E. Dickson: Amer. J. Math. 33 (1911) 175–192.
C. Jordan: J. de Math. (7) 3 (1917) 263–374.
G. Bucht: Ark. Mat. Astron. Fys. 11 (1917) Nr 26.
Pgl = Projektiv generell linear.
Psl = Projektiv speziell linear. Die amerikanische Schule schreibt LF = Linear fractional. Wir haben es vorgezogen, ganz systematisch überall den Übergang von einer linearen Gruppe zur Faktorgruppe nach den in ihr enthaltenen Substitutionen A I durch ein vorgesetztes P kenntlich zu machen (P = projektiv).
a) Für diese Begriffe siehe E. Steinitz: J. reine angew. Math. 137 (1910) 181 und 218 oder Van Der Waerden6), § 25 und § 33.
Um den Beweis auch für den Fall unendlicher, Körper gültig zu machen, muß man auf S. 97 des DicxsoN schen Buches oben r12 + r22 durch r12 r22 ersetzen [vgl. L. E. DicksoN: Trans. Amer. math. Soc. 2 (1901) 368].
E. H. Moore: Chicago decennial publ. 9 (1904) 141–190.
A. Wiman: Handl. Svenska Vet.-Akad. 25 (1899) 1–47. Der für die Theorie der Modulsubstitutionen wichtige Spezialfall q = p (Primzahl) wurde schon vorher von Gierster: Math. Ann. 18 (1881) 319–325 erledigt.
H. H. Mitchell: Trans. Amer. math. Soc. 12 (1911) 208–211.
R. W. Hartley: Ann. of Math. 27 (1925) 140–158.
H. H. Mitchell: Trans. Amer. math. Soc. 14 (1913) 123–142.
L. E. Dickson: Linear Groups. Leipzig 1901. § 278
L. E. Dickson: Proc. London math. Soc. 35 (1903) 292–305, 306–319 u. 443–454.
W. H. Bussey: Proc. London math. Soc. (2) 3 (1915) 296–315.
Vgl. dazu auch H. Frasch: Math. Ann. 108 (1933) 249–252. Andere Relationen gab J. A. TonD: J. London Math. Soc. 7 (1932) 195–200. 20a) Vgl. F. Levi: Geometrische Konfigurationen 1929, § 7.
Abh. Math. Sem. Hamburg 6 (1928) 303–322.
Vgl. auch J. M. Schottenfels: Bull. Amer. Math. Soc. (2) 8 (1902)
In der amerikanischen Literatur werden die Gruppen C und PC mit SA (Special Abelian) und A (Abelian) bezeichnet.
Setzt man (19= I ei $i, so ist I = eiiia eisi,… ein—iin sign. (ili2… in) die erwähnte Invariante.
Siehe C. Jordan: Traité des Substitutions. Paris 1870, 171–168 u. 354–369.
Siehe Miller, Blichfeldt u. Dickson: Finite Groups. New York 1916, Ch. Xix, sowie die dort angeführte Literatur.
L. E. Dickson: Trans. Amer. Math. Soc. 2 (1901) 103–138
L. E. Dickson: Amer. J. Math. 26 (1904) 243–318.
L. Autonne: J. Math. pures appl (5) 7 (1901) 351–394.
H. H. Mitchell: Trans. Amer. Math. Soc. 15 (1914) 379–396.
C. Jordan: J. de Math. (7) 3 (1917) 263–374.
J.-A. DE Seguier: Ann. Ecole norm. (3) 50 (1933) 217–243; (3) 51 (1934) 79–147.
H. Weyl: Math. Z. 23 (1925) 271–309 und 24 (1925) 328–395;
H. Weyl: Nachr. Ges. Wiss. Göttingen 1926, 235–243;
H. Weyl: Acta math. 48 (1926) 255–278:
H. Weyl: Math. Z. 35 (1932) 300–320.
In der amerikanischen Literatur wird die Gruppe PS U mit HO (Hyper-Orthogonal) bezeichnet.
A. LoEwY: C. R. Acad. Sci., Paris 123 (1896) 171.
A. LoewY: Nova Acta. Abh. Kaiserl. Leop.-Carol. Acad. 71 (1898) 379 bis 446. Math. Ann. 50 (1898) 557–576.
G. Toeplitz: Math. Z. 2 (1918) 187–197.
L. E. Dickson: Linear Groups, § 146, 148.
Bei Dickbon mit Lia bezeichnet. Die Gruppe wird hyperabelsch genannt, weil sie die Komplexgruppe oder Abelsche lineare Gruppe als Untergruppe enthält. 38) L. E. Dickson: Proc. London Math. Soc. 34 (1901) 185–205.
L. E. Dickson: Linear Groups, § 145–151.
J.-A. DE SÉGuier: J. Math. pures appl. (7) 2 (1916) 281–366.
L. E. DicxsoN: Linear Groups, § 270–277.
R. Lipschitz Untersuchungen über die Summen von Quadraten. Bonn 1884.
L. Kronecker: S.-B. preuB. Akad. Wiss. 1890 1063–1080:
L. E. Dickson: Linear Groups, § 172.
C. Jordan: J. de Math. (7) 3 (1917) 263–374.
H. B. Heywood: Messenger of Math. (2) 43 (1913) 14–21.
J.-A. DE SÉGuier: C. R. Acad. Sci., Paris 157 (1913) 430–432. C. Jor Dan: J. Math. pures appl. (7) 2 (1916) 253–280.
L. E. Dickson: Linear Groups, § 181.
L. E. Dickson: Linear Groups, § 191–192. Vgl. auch J.-A. DE Seguier: J. Math. pures appl. (7) 2 (1916) 281–365.
L. E. Dickson: Trans. Amer. Math. Soc. 2 (1901) 363–394
L. E. Dickson: Proc. London Math. Soc. 34 (1902) 185–205.
E. Cartan: Ann. École norm. 31 (1914) 263–355.
B. L. Van Der Waerden: Math. Z. 36 (1933) 780–786.
Siehe etwa L. E. DIcKsoN: Linear Groups; § 199.
$ani ist dasselbe wie $02 + $2271 wegen Charakteristik 2.
Dickson schreibt FH(2m, q) und SH(2m, q) für K = GF(q) und 2 = e bzw. 2 =,u (First and second hypoabelian groups).
L. E. Dickson: Linear Groups, § 209. Dickson betrachtet zwar nur endliche Körper K; sein Beweis gilt aber urgeändert für alle vollkommenen Körper von der Charakteristik 2.
E. Cartan: Thèse. Paris 1894 (2. Aufl. Paris 1933). Vgl. auch B. L. Van Der Waerden: Math. Z. 37 (1933) 446–462.
L. E. Dickson: Trans. Amer. Math. Soc. 2 (1901) 383–391.
F. Klein: Math. Ann. 5 (1872) 256–277;
F. Klein: Math. Ann. 23 (1884) 539–578;
F. Klein: Math. Ann. 43 (1893)’ 63–100 (Erlanger Programm von 1871 ).
E. Goursat: Ann. Bcole norm. (3) 6 (1889) 9–102. Vgl. auch F. Klein: Math. Ann. 37 (1890) 546–554 sowie E. Study: Amer. J. Math. 19 (1906) 116.
Siehe etwa R. Fricke-F. Klein: Vorlesungen über automorphe Funktionen I. Braunschweig 1897.
Sieheetwa B. L. Van Der Waerden: Die gruppentheoretische Methode in der Quantenmechanik. Berlin 1932, § 20.
E. Cartan: Ann. Ecole norm. 31 (1914) 353–355.
E. Study: Math. Z. 18 (1923) 55–86 u. 201–229; 21 (1924) 45–71 u. 174–194
E. Study: J. reine angew. Math. 157 (1927) 33–59.
J. A. Schouten und J. Haantjes: Konforme Feldtheorie II. Erscheint 1935 in den Ann. Scuola norm. super. Pisa.
L. E. Dickson: Linear Groups. Leipzig 1902, § 178–208.
Eigentlich müßte man, da es sich um eine projektive Transformation handelt, rechts noch einen willkürlichen Faktor A hinzufügen; aber diesen kann man in die Matrix B hineinziehen.
Zum Beweis bemerke man, daß man ein Matrixelement der projektiven Transformation T immer gleich Eins wählen kann. Ist dann T mit der Kollineation (22) vertauschbar, so müssen alle Matrixelemente die Substitutionen S gestatten und daher, da K separabel über P ist, zu P gehören.
A. Cayley: J. reine angew. Math. 50 (1885) 312–313. Vgl. auch F. Klein: Math. Ann. 37 (1890) 546–554 sowie J. Bouman: Nieuw Arch. Wiskde (2) 17 (1932) 240–266.
J. V. Neumann: Math. Z. 30 (1929) 3–42.
E. Cartan: Mém. Sci. math. 42 (1930), insbesondere § 27.
Es hat nur dann einen Sinn von einer diskreten Gruppe zu reden, wenn eine Topologie in der Gruppe definiert ist (wie es bei linearen Gruppen ja der Fall ist). Es hat keinen Sinn, eine abstrakte Gruppe diskret oder diskontinuierlich zu. nennen.
E. Cartan: Thèse. Paris 1894 (2. Aufl. Paris 1933 )
E. Cartan: Ann. École norm. 31 (1914) 263–355. Vgl. auch Van Der Waerden: Math. Z. 37 (1933) 446–462 u. W. Landierr: Abh. Math. Semin. Hamburg. Univ. 11 (1934) 41–64.
E. Cartan: Bull Soc. Math. France 41 (1913) 53–96
E. Cartan: J. Math. pures appl. (6) 10 (1914) 149–186.
H. Weyl: Math. Z. 23 (1925) 271–309;
H. Weyl: Math. Z. 24 (1925) 328–395.
R. L. MooRE: Math. Ann. 50 (1898) 213–214. Dort weitere Literatur.
A. Hurwitz: Nachr. Ges. Wiss. Göttingen 1897 71–90. Vgl. auch Weyl74).
A. Haar: Ann. of Math., II. s. 34 (1933) 147–169.
H. Auerbach: C. R. Acad. Sci., Paris 195 (1932) 1367.
H. Maschke: Math. Ann. 52 (1899) 363–368.
heißt direkte Summe (im Sinne der additiven Gruppen).
E. Cartan: Ann. Cole norm. 26 (1909) 147–148
E. Cartan: Bull. Soc. Math. France 41 (1913) 53–96.
H. F. Blichfeldt: Trans. Amer. Math. Soc. 4 (1903) 387–397; 5 (1904) 310–325.
K. Shoda: J. Fac. Sci. Univ. Tokyo 2 (1931) 180–209.
Siehe Fußnote S1). Vgl. auch Miller-Blichfeldt-Dickson: Theory and applications of finite groups. New York 1916.
K. Taketa: Proc. Imp. Acad. Tokyo 6 (1930) 31–33.
W. Burnside: Messenger Math. (2) 35 (1906) 46–50.
C. Jordan: J. reine angew. Math. 84 (1878) 89–215.
L. Bieberbach: S.-B. preuB. Akad. Wiss. 1911 231–240.
G. Frobenius: S.-B. preuB. Akad. Wiss. 1911 241–248.
A. Speiser: Theorie der Gruppen von endlicher Ordnung, 2. Aufl. Berlin 1927, § 68.
S.-B. preuB. Akad. Wiss. 1911 373–378.
H. F. Blichfeldt: Trans. Amer. Math. Soc. 4 (1903) 387–397;
H. F. Blichfeldt: Trans. Amer. Math. Soc. 5 (1904) 310–325;
H. F. Blichfeldt: Trans. Amer. Math. Soc. 12 (1911) 39–42.
I. Schur: S.-B. preuB. Akad. Wiss. 1911 619–627.
I. Schur: S.-B. preuB. Akad. Wiss. 1905 77–91.
F. Klein: Math. Ann. 9 (1876) 183–208.
H. H. Mitchell: Trans. Amer. Math. Soc. 12 (1911) 208–211.
C. Jordan: J. reine angew. Math. 84 (1878) 89–215.
H. Valentiner: Skr. Widensk.-Selsk. Kopenhagen (6) 5 (1889) 64–235.
H. F. Blichfeldt: Trans. Amer. Math. Soc. 5 (1904) 321–325
H. F. Blichfeldt: Math. Ann. 63 (1907) 552–572.
Für eine genauere Diskussion dieser Gruppen verweisen wir auf den Encyklopädiebericht von A. Wiman: Endliche Gruppen linearer Substitutionen. Enc. math. Wiss. IB 3f. Vgl. auch K. RÖSsler: tas. pést. Mat. a Fys. 60 (1931) 166 —172.
F. Klein: Math. Ann. 14 (1879) 438.
A. Wiman: Math. Ann. 47 (1896) 531–556.
E. Goursat: Ann. École norm. (3) 6 (1889) 9–102. Vgl. auch G. Bagnera: Rend. Circ. mat. Palermo 15 (1901) 161–309.
W. Threlfall U. H. Seifert: Math. Ann. 104 (1931) 1–70.
Von den neueren seien nur erwähnt: D. E. Littlewood: Proc. London Math. Soc. 32 (1930) 10–20.
J. A. Todd: Proc. Cambridge Philos. Soc. 27 (1931) 212–231.
H. F. Blichfeldt: Trans. Amer. Math. Soc. 6 (1905) 230–236
H. F. Blichfeldt: Math. Ann. 60 (1905) 204–231.
G. Bagnera: Rend. Circ. mat. Palermo 19 (1905) 1 56.
H. H. Mitchell: Trans. Amer. Math. Soc. 14 (1913) 123–142.
Vgl. A. Witting: Diss. Göttingen 1887; siehe auch den Encyklopädie-bericht IB 3f von A. Wiman, Nr 23.
Siehe H. MascHke: Math. Ann. 51 (1899) 253–298 sowie A. Wiman: Math. Ann. 52 (1899) 243–270.
W. Burnside: Proc. London Math. Soc. (2) 10 (1911) 284–308.
H. H. Mitchell: Trans. Amer. Math. Soc. 16 (1914) 1–12.
G. DE B. Robertson: Proc. Cambridge Philos. Soc. 26 (1930) 94–98.
D. M. Y. Sommerville: Proc. London Math. Soc. (2) 35 (1933) 101–115.
W Burnside: Acta math. 27 (1903) 217–224.
R. Fricke: Enc. math. Wiss. Iib 4 (1913).
H. P0INcARÉ: Acta math. 3 (1883) 49–92. Einen sehr einfachen Beweis gab R. L. Ford in seinem Buch Automorphic functions. New York 1929.
P. J. Myrberg: Acta math. 46 (1925) 215–336. Vgl. auch Math. Ann. 93 (1924) 61–97 und Math. Z. 21 (1924) 224–253.
A. Speiser: Theorie der Gruppen von endlicher Ordnung, 2. Aufl. Berlin 1927, § 28 und § 29.
R. Fricke u. F. Klein: Vorlesungen über die Theorie der automorphen Funktionen I. Braunschweig 1897.
H. Rademacher: Abh. math. Semin. Hamburg. Univ. 7 (1929) 134–148.
H. Frasch: Math. Ann. 108 (1933) 229–252.
G. Pick: Math. Ann. 28 (1886) 119–124.
R. Fricke: Ebenda 99–118.
G. Bor.: Nieuw Arch. Wiskde 17 (1932) 55–61.
G. Polya: Z. Kristallogr. 60 (1924) 278–282.
P. Niggli: Ebenda 282 bis 298.
a) P. Niggli: Z. Kristallogr. 63 (1926) 255–272. Siehe auch 113).
A. Schoenflies: Kristallsysteme und Kristallstruktur. Leipzig 1891.
E. Von Fedorow: Z. Kristallogr. 20 (1892) 25–75.
Vgl. dazu auch P. Niggli: Geometrische Kristallographie des Diskon-tinuums. Leipzig 1919.
C. Hermann: Z. Kristallogr. 69 (1928) 266–249.
H. Heesch: Z. Kristallogr. 72 (1929) 177–201.
E. Schiebold: Neue Herleitung und Nomenklatur der 230 kristallographischen Raumgruppen. Leipzig 1929.
R. W. G. Wyckoff: The analytic expression of the results of the theory of space groups. Washington 1930.
Sieheauch G. Frobenius: S.-B. preuB. Akad. Wiss. 1911 681–691.
J. J. BuRckhardt: Comment, math. helv. 6 (1933) 159–184.
C. Hermann: Z. Kristallogr. 69 (1928) 250–270.
L. Weber: Z. Kristallogr. 70 (1929) 309–327.
E. Alexander u. K. Herrmann: ebenda, 328–345 und 460.
C. Hermann: Z. Kristallogr. 69 (1928) 250–270.
E. Alexander: Z. Kristallogr. 70 (1929) 367–382.
H. Heesch: Z. Kristallogr. 73 (1930) 325–346.
L. Bieberbach: Nachr. Ges. Wiss. Göttingen 1910 75–84
L. Bieberbach: Math. Ann. 70 (1910) 297–336; 72 (1912) 400–412.
G. Frobenius: S.-B. preuB. Akad. Wiss. 1911 654–665.
A. Speiser: Theorie der Gruppen von endlicher Ordnung, 2. Aufl. Berlin 1927, § 70.
J. J. Burckhardt: Comment, math. heiv. 6 (1934) 159–184. Siehe auch F. Seitz, Z. Kristallogr. 88 (1934) 433–459.
H. S. M. Coxeter: J. London Math. Soc. 6 (1931) 132–136
H. S. M. Coxeter: Proc. London Math. Soc., II. s. 34 (1932) 126–189.
H. S. M. Coxeter: Ann. of Math., II. s. 35 (1934) 588–621.
Additional information
Besonderer Hinweis
Dieses Kapitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieses Kapitel ist aus einem Buch, das in der Zeit vor 1945 erschienen ist und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.
Rights and permissions
Copyright information
© 1935 Springer-Verlag Berlin Heidelberg
About this chapter
Cite this chapter
Van Der Waerden, B.L. (1935). Lineare Gruppen in beliebigen Körpern. In: Gruppen von Linearen Transformationen. Ergebnisse der Mathematik und Ihrer Grenzgebiete, vol 4, 2. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-36333-1_1
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-36333-1_1
Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-662-35505-3
Online ISBN: 978-3-662-36333-1
eBook Packages: Springer Book Archive