Re(x 2 y 2 ) Im(x 2 + y 2 ) 2Re(xy) Im(x 2 y 2 ) Re(x 2 + y 2 ) 2Im(xy)

Podobne dokumenty
Algebra Liniowa 2. Zadania do samodzielnych wicze«wydziaª Elektroniki, I rok Karina Olszak i Zbigniew Olszak

Zadania z z matematyki dla studentów gospodarki przestrzennej UŠ. Marek Majewski Aktualizacja: 31 pa¹dziernika 2006

Macierze. Dziaªania na macierzach. 1. Niech b d dane macierze , D = , C = , B = 4 12 A = , F = , G = , H = E = a) Obliczy A + B, 2A 3B,

Przeksztaªcenia liniowe

Macierze i Wyznaczniki

Teoria grup I. Wykªad 8. 1 Elementarna teoria reprezentacji, cz. III. 2. Reprezentacje o tych samych charakterach s równowa»ne.

1 Granice funkcji wielu zmiennych.

2. L(a u) = al( u) dla dowolnych u U i a R. Uwaga 1. Warunki 1., 2. mo»na zast pi jednym warunkiem: L(a u + b v) = al( u) + bl( v)

Tydzień nr 9-10 (16 maja - 29 maja), Równania różniczkowe, wartości własne, funkcja wykładnicza od operatora - Matematyka II 2010/2011L

Macierze i Wyznaczniki

Zadania z analizy matematycznej - sem. II Rachunek ró»niczkowy funkcji wielu zmiennych

Algebra liniowa z geometria. - zadania Rok akademicki 2010/2011

Liniowe równania ró»niczkowe n tego rz du o staªych wspóªczynnikach

Zadania z analizy matematycznej - sem. II Ekstrema funkcji wielu zmiennych, twierdzenia o funkcji odwrotnej i funkcji uwikªanej

AM II /2019 (gr. 2 i 3) zadania przygotowawcze do I kolokwium

Algebra liniowa II. Lista 1. 1 u w 0 1 v 0 0 1

Arkusz 4. Elementy geometrii analitycznej w przestrzeni

Materiaªy do Repetytorium z matematyki

Matematyka dyskretna

3 1 + i 1 i i 1 2i 2. Wyznaczyć macierze spełniające własność komutacji: [A, X] = B

Wykªad 7. Ekstrema lokalne funkcji dwóch zmiennych.

Algebra i jej zastosowania ćwiczenia

r = x x2 2 + x2 3.

Zestaw 2. Definicje i oznaczenia. inne grupy V 4 grupa czwórkowa Kleina D n grupa dihedralna S n grupa symetryczna A n grupa alternująca.

Przestrzenie liniowe

Liniowe zadania najmniejszych kwadratów

XVII Warmi«sko-Mazurskie Zawody Matematyczne

Legalna ±ci ga z RRI 2015/2016

Macierze. 1 Podstawowe denicje. 2 Rodzaje macierzy. Denicja

Matematyczne Metody Chemii I Zadania

Zadania z Algebry liniowej 3 semestr zimowy 2008/2009

Wektory w przestrzeni

1 Przypomnienie wiadomo±ci ze szkoªy ±redniej. Rozwi zywanie prostych równa«i nierówno±ci

Algebra z geometrią analityczną zadania z odpowiedziami

PRZYPOMNIENIE Ka»d przestrze«wektorow V, o wymiarze dim V = n < nad ciaªem F mo»na jednoznacznie odwzorowa na przestrze«f n n-ek uporz dkowanych:

Algebra z geometrią analityczną zadania z odpowiedziami

Funkcje wielu zmiennych

Zadania egzaminacyjne

Elementy geometrii w przestrzeni R 3

Zbiory i odwzorowania

ARYTMETYKA MODULARNA. Grzegorz Szkibiel. Wiosna 2014/15

Informacje pomocnicze

1. Przedstaw w postaci algebraicznej liczby zespolone: 2. Narysuj zbiory punktów na pªaszczy¹nie:

Zadania. 4 grudnia k=1

a) f : R R R: f(x, y) = x 2 y 2 ; f(x, y) = 3xy; f(x, y) = max(xy, xy); b) g : R 2 R 2 R: g((x 1, y 1 ), (x 2, y 2 )) = 2x 1 y 1 x 2 y 2 ;

Liczby zespolone Pochodna Caªka nieoznaczona i oznaczona Podstawowe wielko±ci zyczne. Repetytorium z matematyki

WBiA Architektura i Urbanistyka. 1. Wykonaj dziaªania na macierzach: Które z iloczynów: A 2 B, AB 2, BA 2, B 2 3, B = 1 2 0

Algebra z Geometrią Analityczną Informatyka WPPT Lista zadań

Niezb. ednik matematyczny. Niezb. ednik matematyczny

1 0 Je»eli wybierzemy baz A = ((1, 1), (2, 1)) to M(f) A A =. 0 2 Daje to znacznie lepszy opis endomorzmu f.

WEKTORY I WARTOŚCI WŁASNE MACIERZY. = λ c (*) problem przybliżonego rozwiązania zagadnienia własnego dla operatorów w mechanice kwantowej

Zdzisªaw Dzedzej, Katedra Analizy Nieliniowej pok. 611 Kontakt:

Numeryczne zadanie wªasne

Algebra z geometrią Lista 1 - Liczby zespolone

Geometria Algebraiczna

Analiza i aproksymacja nieliniowego modelu elastycznego ograniczaj cego odksztaªcenie

Graka komputerowa Wykªad 3 Geometria pªaszczyzny

ALGEBRA Z GEOMETRIĄ ANALITYCZNĄ

Funkcje wielu zmiennych

Przekroje Dedekinda 1

Twierdzenie Wedderburna Witold Tomaszewski

Wykład 14. Elementy algebry macierzy

1 Działania na zbiorach

Ciaªa i wielomiany. 1 Denicja ciaªa. Ciaªa i wielomiany 1

Algebroidy i grupoidy Liego i wspóªczesna teoria Liego

DB Algebra liniowa semestr zimowy 2018

Informacje pomocnicze:

Algebra z geometrią analityczną zadania z odpowiedziami

Wektory i wartości własne

φ(x 1,..., x n ) = a i x 2 i +

ALGEBRA LINIOWA 2. Lista zadań 2003/2004. Opracowanie : dr Teresa Jurlewicz, dr Zbigniew Skoczylas

Mechanika kwantowa ćwiczenia, 2007/2008, Zestaw II

ALGEBRA Z GEOMETRIĄ ANALITYCZNĄ zadania z odpowiedziami

dr Mariusz Grządziel 15,29 kwietnia 2014 Przestrzeń R k R k = R R... R k razy Elementy R k wektory;

1 Grupa SU(3) i klasyfikacja cząstek

Funkcje jednej zmiennej. Granica, ci gªo±. (szkic wykªadu)

METODY MATEMATYCZNE I STATYSTYCZNE W INŻYNIERII CHEMICZNEJ

Macierze - obliczanie wyznacznika macierzy z użyciem permutacji

Metodydowodzenia twierdzeń

Algebra liniowa. 1. Macierze.

3. (8 punktów) EGZAMIN MAGISTERSKI, Biomatematyka

1 Macierze i wyznaczniki

1.1 Przegląd wybranych równań i modeli fizycznych. , u x1 x 2

2 1 3 c c1. e 1, e 2,..., e n A= e 1 e 2...e n [ ] M. Przybycień Matematyczne Metody Fizyki I

Metody dowodzenia twierdze«

Przekształcenia liniowe

1. Liczby zespolone i

TENSOMETRIA ZARYS TEORETYCZNY

Algebra z Geometrią Analityczną Informatyka WPPT Lista zadań

JAO - J zyki, Automaty i Obliczenia - Wykªad 1. JAO - J zyki, Automaty i Obliczenia - Wykªad 1

ALGEBRA Z GEOMETRIĄ ANALITYCZNĄ

Wstęp do komputerów kwantowych

CAŠKA NIEOZNACZONA. Politechnika Lubelska. Z.Šagodowski. 18 lutego 2016

Przestrzenie wektorowe, liniowa niezależność wektorów, bazy przestrzeni wektorowych

Podstawowe struktury algebraiczne

Rozkłady wielu zmiennych

Dynamika Bryªy Sztywnej

PYTANIA KONTROLNE STAN NAPRĘŻENIA, ODKSZTAŁCENIA PRAWO HOOKE A

Granica i ciągłość funkcji. 1 Granica funkcji rzeczywistej jednej zmiennej rzeczywsitej

Matematyka liczby zespolone. Wykład 1

Transkrypt:

Zadania domowe z Metod Matematycznych Fizyki (2012/2013 Zad. 1 Wypisa tabel dziaªania grupy obrotów czworo±cianu A 4. Zad. 2 Znale¹ podgrupy grupy kwaternionów Q. Z jakimi grupami s izomorczne? Sprawdzi,»e Q/Z 2 jest grup ilorazow. Z jak grup jest izomorczna? Zad. 3 Scharakteryzowa elementy grupy trójwymiarowych obrotów SO(3, wychodz c z denicji i doprowadzaj c do reprezentacji przez k ty Eulera. Zad. 4 Sprawdzi,»e macierze a d h 0 b f 0 0 c dla abc 0 tworz grup (z mno»eniem macierzowym Zad. 5 Wykaza,»e wszystkie grupy rz du 8 (elementów s izomorczne z Z2, 3 Z 2 Z 4, Z 8, D 4 lub Q. Zad. 6 Ile k tów Eulera potrzeba, aby sparametryzowa elementy grupy SO(4? Poda przykªad parametryzacji. Zad. 7 Sprawdzi do ko«ca izomorzm SU(2 SO(3 ( x y U = ȳ x, R = Re(x 2 y 2 Im(x 2 + y 2 2Re(xy Im(x 2 y 2 Re(x 2 + y 2 2Im(xy 2Re(xȳ 2Im(xȳ x 2 y 2 Zad. 8 Jakie macierze U odpowiadaj obrotom wokóª osi x, y, z? Zad. 9 Sprawdzi,»e izomorzm z Zad. 7 mo»na zapisa a b c = R a b c ( c a + ib a ib c ( c a + ib = U a ib c U Zad. 10 Znale¹ reprezentacje grupy obrotów sze±cianu i ( dwunasto±cianu foremnego przez permutacje ±cian. Porówna z reprezentacj "automatyczn " z tw. Cayleya. Zad. 11 Pokaza,»e grupy kwaternionów Q nie da si repsezentowa permutacjami na < 8 elementach. Wskazówka: zauwa»y,»e i, j, k musz by reprezentowane przez cykle 4-elementowe i opcjonalnie transpozycje (tj. 4-cykl lub 4-cykl i transpozycja.

Zad. 12 Pokaza,»e tensorow reprezentacj R SO(2 w R 2 R 2 mo»na zapisa ( RBR T bxx b = R xy R T Zad. 13 Pokaza,»e tensorow reprezentacj R SO(3 w R 3 R 3 mo»na zapisa b xx b xy b xz RBR T = R b yx b yy b yz R T b zx b zy b zz Zad. 14 Pokaza,»e reprezentacja z poprzedniego zadania zachowuje niezale»nie skªadowe macierzy B: macierz jednostow ze wspóªczynnikiem TrB/3, cz ± antysymetryczn, cz ± symetryczn bez±ladow. Zad. 15 Jak dziaªa element SO(2 ( cos φ sin φ R = sin φ cos φ na tensory R 2 R 2 R 2? Zad. 16 Znale¹ klasy sprz»ono±ci A 4. Zad. 17 Znale¹ orbity grupy obrotów sze±cianu. Zad. 18 Znale¹ orbity grupy macierzy trójk tnych b yx 1 a b 0 1 c 0 0 1 Zad. 19 Rozªo»y na skªadowe nieprzywiedlne reprezentacj tensorow SU(2 na C 2 C 2. Wskazówka: mo»na skorzysta z postaci macierzowej UBU T (jak zad. 13, szuka skªadowych jednowymiarowych (co zostanie?. Zad. 20 Pokaza proste fakty (a Grupa permutacji 3-elementowych S 3 jest generowana przez a o rz dzie 3 i b o rz dzie 2, speªniaj ce ab = ba 2 (b Grupa kwaternionów Q jest generowana przez a i b o rz dzie 4, takie»e ab = ba 3 oraz a 2 = b 2 Zad. 21 Zapisa za pomoc generatorów grupy diedralne (symetrii wielokatów foremnych b yy

Zad. 22 Wypisa wszystkie macierze 2-wymiarowej reprezentacji nieprzywiedlnej grupy S 3, oraz macierze reprezentacji regularnej. Jak to zrobi, aby macierze byªy rzeczywiste? Zad. 23 Znale¹ wszystkie reprezentacje nieprzywiedlne grupy symetrii kwadratu (D 4 i pi ciok ta foremnego (D 5. Napisa tablice charakterów. Które reprezentacje mo»na zapisa w postaci rzeczywistej? Zad. 24 ρ jest dwuwymiarow nieredukowalna reprezentacj S 3. Rozªo»y ρ ρ na skªadowe nieredukowalne. Wskazówka: a 3 = b 2 = e, ab = ba 2 oraz ρ(a = A = ( e 2πi/3 0 0 e 2πi/3 ( 0 1, ρ(b = B = 1 0 Zwróci uwag na warto±ci wªasne A A i na tej podstawie typowa skªadowe nieredukowalne. Zad. 25 Pokaza,»e grupa obrotów dwudziesto±cianu jest izomorczna z A 5. Zad. 26 Znale¹ macierz A tak,»e ( 1 x e A = 0 1 Uwaga: Macierz nie jest diagonalizowalna! Zad. 27 Sprawdzi bezpo±rednim rachunkiem poprawno± reprezentacji jednowymiarowych A 4. Zad. 28 Niech q = a G χ(a2 / G. Reprezentacja jest typu rzeczywistego je±li q = 1 zespolonego je±li q = 0 kwaternionowego je±li q = 1 Sprawdzi typ ka»dej reprezentacji omawianej na wiczeniach i z poprzednich zada«domowych. Zad. 29 Obliczy exp 2 1 0 0 0 2 1 1 0 0 2 1 0 0 0 2, exp 2 1 0 0 0 2 1 1 0 0 2 1 0 0 0 1, exp Zad. 30 Znale¹ staªe struktury i form Cartana-Killinga dla algebry macierzy 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 0 0 0 2 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1

Zad. 31 Znale¹ staªe struktury i form Cartana-Killinga dla algebry su(2, generowanej przez iσ k gdzie σ 1,2,3 to macierze Pauliego: ( ( ( 0 1 0 i 1 0 σ 1 =, σ 1 0 2 =, σ i 0 3 = 0 1 Zad. 32 Pokaza,»e dowolna kombinacja liniowa macierzy 0 0 0 0 1 0 1 0 0, 0 0 1 0 1 0 0 0 0 jest nilpotentna, ale nie maj wspólnej bazy górnotrójk tej (bo maj ró»ne wektory wªasne. Zad 33 Pokaza»e w ciele o charakterystyce p (liczba pierwsza, np. reszty z dzielenia przez p, macierz p p 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 A =........ 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 (tj. a ij = δ i,j+1 gdzie k +p k ma wªasno± A p = 1 (nie jest niplotentna, podczas gdy Ǎp = 0 (ǍX = [A, X]. Zad. 34 Obliczy element SU(2: U = exp(ixσ 1 + iyσ 2 + izσ 3 gdzie σ k to macierze Pauliego (zad. 31, a x, y, Z s paramterami rzeczywistymi. Zad. 35 Pokaza»e 3-wymiarowa nieredukowalna reprezentacja SU(2 (zad. 19 jest równowa»na reprezentacji SO(3, dziaªaj cej na wektorze (x, y, z, je±li dziaªanie SU(2 zapiszemy jako ( z iy x U U T x z iy Zad. 36 Pokaza,»e e A Be A = B + [A, B] + [A, [A, B]]/2 + [A, [A, [A, B]]]/3! + = B + ǍB + Ǎ2 B/2 + Ǎ3 /3! + = exp Ǎ B gdzie ǍB = [A, B]. Wskazówka: Zapisa e A = e ta dla t = 1 i ró»niczkowa iteracyjnie t. Inny sposób wymaga pokazania np. indukcj,»e n ( n Ǎ n B = ( 1 k A n k BA k k k=0

Zad. 37 Znale¹ e t(a+b e ta e tb z dokªadno±ci do t 2. Zad. 38 Dla macierzy Pauliego (zad. 31 obliczy (σ 1 σ 3 2013 Zad. 39 Znale¹ wyra»enie wprost elementów SO(1, 2 przez SL(2, R jak w zad. 7,8,9. Zad. 40 Znale¹ staªe struktury i form Killinga dla algebry sl(2, C. Przyj baz algebry: σ 1,2,3 (boosty w kierunkach x, y, z oraz iσ 1,2,3 (obroty wokóª x, y, z, gdzie σ k to odpowiednie macierze Pauliego (zad. 31. Porówna z so(1, 3. Zad. 41 Jakim elementom SO(1, 3 odpowiadaj elementy SL(2, C: I cosh α + σ k sinh α oraz I cos φ + iσ k sin φ? Zad. 42 Znale¹ wyra»enie wprost elementów SO(1, 3 przez SL(2, C. Zad. 43 Pokaza homomorzm SL(2, R SL(2, R SO(2, 2 zadany przez Z GZH T, gdzie G, H SL(2, R oraz ( x + y z + t Z = z t x y wykorzystuj c wyznacznik. Zad. 44 Pokaza homomorzm SU(2 SU(2 SO(4 zadany przez Z U 1 ZU 2, gdzie U 1, U 2, Z SU(2 oraz ( x + iy z + it Z = it z x iy Sprawdzi,»e homomorzm zachowuje unitarno± Z. Zauwa»y,»e mo»na to tak»e pokaza wykorzystuj c kwaterniony, bo SU(2 = Sp(1. Zad. 45 Pokaza izomorzm SL(2, R = SU(1, 1. Macierze U SU(1, 1 speªniaj Uσ z U = σ z (patrz zad. 31 oraz det U = 1. Wskazówka: przyj U = SGS dla G SL(2, R oraz S = (I + iσ x / 2. Zad. 46 Relacje komutacyjne dla so(3 i su(2 mo»na zapisa [J j, J k ] = iɛ jkl J l. Operator Casimira ma posta J 2 = J j J j. Sprawdzi,»e [J 2, J k ] = 0. Dla J ± = J 1 ± J 2 oraz stanów wªasnych J 3, J 3 e m = me m o wªasno±ci J + e j = 0 mamy J ± e m = c ± me m±1. Obliczy c ± przyjmuj c konwencj c 0 oraz c + m = c m+1. Zad. 47 Dla grupy Lorentza przyj 2L k = ɛ kjl L jl (tj. L 3 = L 12, itd. oraz K j = L j0. Znale¹ relacje komutacyjne. Pokaza,»e operator Casimira L 2 K 2 jest przemienny z L i K. Pokaza,»e 2Q ± j = il j ± K j maj relacje komutacyjne [Q ± j, Q k ] = 0 oraz [Q± j, Q± k ] = iɛ jklq ± l oraz L 2 K 2 = 2(Q +2 + Q 2.

Zad. 48 Jak wygl daj operatory L dla reprezentacji funkcyjnej so(3 i so(1, 3? Wskazówka f(v = f(λ 1 v f(v v T A T f(v, je±li Λ = exp A I + A. Przydatne oznaczenie: µ f = f/ x µ Zad. 49 Jak wygl da operator Casimira dla reprezentacji funkcyjnej SO(3 i SO(1, 3? Znale¹ podziaª na laplasjan i cz ± radialn (czynniki r r = x j j dla r 2 = x 2 + y 2 + z 2 dla so(3 oraz dalambercjan = µ µ = g µ ν µ ν = c 2 t 2 x 2 y 2 z 2 oraz cz ± interwaªow (czynniki 2x µ µ = u / u dla u = s 2 = x µ x µ = c 2 t 2 x 2 y 2 z 2.