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      Poisson 3-Lie代數(shù)的廣義導(dǎo)子

      2021-11-26 07:46:58王春月張慶成
      關(guān)鍵詞:子代數(shù)導(dǎo)子同理

      張 爽, 王春月, 張慶成

      (1. 吉林建筑大學(xué) 基礎(chǔ)科學(xué)部, 長(zhǎng)春 130118; 2. 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 應(yīng)用理學(xué)院, 長(zhǎng)春 130052; 3. 東北師范大學(xué) 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院, 長(zhǎng)春 130024)

      1 預(yù)備知識(shí)

      定義1[1]Poisson 3-Lie代數(shù)是一個(gè)三元組(L,·,[,,]), 其中L是一個(gè)線性空間, “·”和“[,,]”分別是L上的雙線性映射和三線性映射, 并滿(mǎn)足以下條件:

      1) (L,·)是交換結(jié)合代數(shù);

      2) (L,[,,])是3-Lie代數(shù);

      3) 對(duì)任意的x,y,u,v∈L, [x,y,uv]=u[x,y,v]+[x,y,u]v恒成立.

      定義2設(shè)(L,·,[,,])是一個(gè)Poisson 3-Lie代數(shù),D∈End(L). 若對(duì)任意的x,y,z∈L, 均有

      D(xy)=D(x)y+xD(y),

      (1)

      D([x,y,z])=[D(x),y,z]+[x,D(y),z]+[x,y,D(z)]

      (2)

      成立, 則稱(chēng)D是Poisson 3-Lie代數(shù)的導(dǎo)子.

      定義3設(shè)(L,·,[,,])是一個(gè)Poisson 3-Lie代數(shù),D∈End(L). 若存在D′,D″∈End(L), 使得對(duì)任意的x,y,z∈L, 均有

      D(x)y+xD′(y)=D″(xy),

      [D(x),y,z]+[x,D′(y),z]+[x,y,D″(z)]=D?([x,y,z])

      成立, 則稱(chēng)D是Poisson 3-Lie代數(shù)的廣義導(dǎo)子.

      定義4設(shè)(L,·,[,,])是一個(gè)Poisson 3-Lie代數(shù),D∈End(L). 若存在D′∈End(L), 使得對(duì)任意的x,y,z∈L, 均有

      D(x)y+xD(y)=D′(xy),

      [D(x),y,z]+[x,D(y),z]+[x,y,D(z)]=D′([x,y,z])

      成立, 則稱(chēng)D是Poisson 3-Lie代數(shù)的擬導(dǎo)子.

      記Der(L)為由L所有導(dǎo)子組成的集合, GDer(L)為由L所有廣義導(dǎo)子組成的集合, QDer(L)為由L所有擬導(dǎo)子組成的集合.

      定義5設(shè)(L,·,[,,])是一個(gè)Poisson 3-Lie代數(shù),D∈End(L). 若對(duì)任意的x,y,z∈L, 式(1)和式(2)均成立, 則稱(chēng)D是Poisson 3-Lie代數(shù)的型心. 記C(L)為由L所有型心組成的集合. 若對(duì)任意的x,y,z∈L, 均有

      xD(y)=D(x)y,

      [D(x),y,z]=[x,D(y),z]=[x,y,D(z)]

      成立, 則稱(chēng)D是L的擬型心. 由L所有擬型心組成的集合記作QC(L).

      定義6設(shè)(L,·,[,,])是一個(gè)Poisson 3-Lie代數(shù),D∈End(L). 若對(duì)任意的x,y,z∈L, 均有

      D(xy)=D(x)y=xD(y)=0,

      D([x,y,z])=[D(x),y,z]=[x,D(y),z]=[x,y,D(z)]=0

      成立, 則稱(chēng)D是Poisson 3-Lie代數(shù)的中心導(dǎo)子. 由L所有中心導(dǎo)子組成的集合記作ZDer(L), 稱(chēng)為L(zhǎng)的中心導(dǎo)子代數(shù).

      定義7設(shè)(L,·,[,,])是一個(gè)Poisson 3-Lie代數(shù), 稱(chēng)

      Z(L)={x∈L|xy=yx=[x,y,z]=[y,x,z]=[y,z,x]=0, ?y,z∈L}

      為L(zhǎng)的中心.

      由上述定義, 有

      ZDer(L)?Der(L)?QDer(L)?GDer(L)?End(L),

      C(L)?QC(L)?QDer(L).

      通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算可驗(yàn)證End(L)在括積運(yùn)算[f,g]=fg-gf(?f,g∈End(L))下是李代數(shù).

      2 主要結(jié)果

      命題1設(shè)(L,·,[,,])是一個(gè)Poisson 3-Lie代數(shù), 則:

      1) GDer(L),QDer(L)和C(L)是李代數(shù)End(L)的子代數(shù);

      2) ZDer(L)是李代數(shù)Der(L)的理想.

      證明: 1) 任取D1,D2∈GDer(L), 則對(duì)任意的x,y,z∈L, 由廣義導(dǎo)子的定義, 有

      所以

      設(shè)D1,D2∈C(L), 則對(duì)任意的x,y,z∈L, 有

      同理可得

      [x,[D1,D2](y),z]=[D1,D2]([x,y,z]),

      [x,y,[D1,D2](z)]=[D1,D2]([x,y,z]),x([D1,D2](y))=[D1,D2](xy).

      所以[D1,D2]∈C(L).因此,C(L)是End(L)的子代數(shù).

      2) 任取D1∈ZDer(L),D2∈Der(L), 則對(duì)任意的x,y,z∈L, 有

      [D1,D2](xy)=D1D2(xy)-D2D1(xy)=D1(D2(x)y+xD2(y))=0,

      ([D1,D2](x))y=D1D2(x)y-D2D1(x)y=-D2(D1(x)y)-D1(x)D2(y)=0.

      所以ZDer(L)是Der(L)的理想.

      命題2設(shè)(L,·,[,,])是一個(gè)Poisson 3-Lie代數(shù), 則:

      1) [Der(L),C(L)]?C(L);

      2) [QDer(L),QC(L)]?QC(L);

      3) [QC(L),QC(L)]?QDer(L);

      4) C(L)?QDer(L).

      證明: 1) 任取D1∈Der(L),D2∈C(L), 則對(duì)任意的x,y,z∈L, 有

      [D1D2(x),y,z]=D1([D2(x),y,z])-[D2(x),D1(y),z]-[D2(x),y,D1(z)],

      從而

      [[D1D2-D2D1](x),y,z]=[D1,D2]([x,y,z]),

      [[D1,D2](x),y,z]=[D1,D2]([x,y,z]).

      又因?yàn)?/p>

      (D2D1(x))y=D2D1(xy)-xD2D1(y),

      所以([D1,D2](x))y=[D1,D2](xy). 同理可得

      [[D1,D2](x),y,z]=[x,[D1,D2](y),z]=[x,y,[D1,D2](z)],

      ([D1,D2](x))y=x([D1,D2](y)).

      因此, [Der(L),C(L)]?C(L).

      2) 同1)的證明, 經(jīng)簡(jiǎn)單計(jì)算可得結(jié)論.

      3) 任取D1,D2∈QC(L), 則對(duì)任意的x,y,z∈L, 有

      [x,[D1,D2](y),z]=[x,y,[D1,D2](z)]=0,

      所以有

      [[D1,D2](x),y,z]+[x,[D1,D2](y),z]+[x,y,[D1,D2](z)]=0,

      ([D1,D2](x))y+x([D1,D2](y))=0.

      由擬導(dǎo)子定義得[D1,D2]∈QDer(L). 因此, [QC(L),QC(L)]?QDer(L).

      4) 任取D∈C(L), 則對(duì)任意的x,y,z∈L, 有

      [D(x),y,z]=[x,D(y),z]=[x,y,D(z)]=D([x,y,z]),

      D(x)y=xD(y)=D(xy).

      因此,

      [D(x),y,z]+[x,D(y),z]+[x,y,D(z)]=3D([x,y]),

      D(x)y+xD(y)=2D(xy).

      由D∈End(L)得2D,3D∈End(L), 再由擬導(dǎo)子定義得D∈QDer(L).

      定理1設(shè)(L,·,[,,])是一個(gè)Poisson 3-Lie代數(shù),Z(L)是L的中心, 則

      [C(L),QC(L)]?End(L,Z(L)).

      (3)

      特別地, 若Z(L)={0}, 則[C(L),QC(L)]=0.

      證明: 任取D1∈C(L),D2∈QC(L), 則對(duì)任意的x,y,z∈L, 有

      所以[D1,D2](x)∈Z(L), 從而[D1,D2]∈End(L,Z(L)). 因此式(3)成立. 特別地, 若Z(L)={0}, 則[C(L),QC(L)]=Z(L)={0}.

      定理2設(shè)(L,·,[,,])是一個(gè)Poisson 3-Lie代數(shù), 若Z(L)={0}, 則QC(L)是一個(gè)李代數(shù)當(dāng)且僅當(dāng)[QC(L),QC(L)]=0.

      證明: 充分性顯然, 下證必要性. 任取D1,D2∈QC(L), 對(duì)任意的x∈L, 因?yàn)镼C(L)是一個(gè)3-李代數(shù), 所以[D1,D2]∈QC(L), 即

      [[D1,D2](x),y,z]=[x,[D1,D2](y),z]=[x,y,[D1,D2](z)],

      ([D1,D2](x))y=x([D1,D2](y)), ?y,z∈L.

      由命題2中3)的證明, 知

      [[D1,D2](x),y,z]=[x,[D1,D2](y)]=[x,y,[D1,D2](z)]=0,

      ([D1,D2](x))y=-x([D1,D2](y)),

      所以有

      [[D1,D2](x),y,z]=[y,[D1,D2](x),z]=[x,y,[D1,D2](z)]=0,

      ([D1,D2](x))y=y([D1,D2](x))=0.

      因此[D1,D2](x)∈Z(L)={0}, 即[D1,D2](x)=0. 由x的任意性, [D1,D2]=0, 從而

      [QC(L),QC(L)]=0.

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