月刊ホームページ 2004年1月号

数理システム科学科 数理システム構造講座

4次の対称群を、絵にしてみよう!

前回の数理システム構造講座の月刊ホームページ では、有限群をグラフにできることを紹介しました。

今回は、4次の対称群を例にして、Mathematicaを使ってどうやって、 有限群をグラフにしたのかを、お見せしましょう!

まず、 Mathematica のソース を見てください。
最初に、関数 FFG3D を定義しています。  入力するのは a (生成元情報)、 c (色情報)、vv (頂点情報)、 XX (元の行列表現)、 w 基点となる頂点の座標の5つです。 この5つの入力値から、グラフを作っています。
つぎに、関数 LiveFormとWriteStringを使って、Mathematicaで作ったグラフィックを ホームページで表示できるような形で出力します。
プログラムは、それほど難しくありありませんが、グラフを書く上で4番目の入力 XXの 値を求めることがもっとも本質的で難しいところです。 この値を求めるために、表現論と呼ばれる、有限群論の方法論を使います。 今回のデータは、4年生の松川さんが卒業研究の一環として作ったデータを 利用させてもらっています。
下の3つのグラフィックは実際に、Mathematicaから作った4次の対称群です。

マウスを使って図形をなぞってください。 自由にいろいろな角度から見ることができます。

生成元の選び方で同じ、群がいろいろな形で表せることを感じてください。
(Javaのアプレットを表示できるプラグインが必要です。)


これは、位数3の元と4の元で作ったグラフです。

これは、位数3の元と2つの位数2の元で作ったグラフです。

これは、位数4の元と2つの位数2の元で作ったグラフです。