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高校

変換としての対称性

形や計算の規則を保ったまま、対象を入れ替える変換。

まず、身近な例で

正方形を90度回すと、四つの頂点の場所は入れ替わっても、正方形全体は同じ形に重なります。動かしても大切な構造を保つのが対称性です。

ちいさな確認:考えてみよう

上の具体例を見ながら考えよう。何度やり直しても大丈夫。

正方形を90度回すと、何が保たれる?

答えと考え方を読む

頂点の場所は替わるが、正方形全体。 頂点に印を付けると動いたことが分かります。それでも正方形全体の構造は保たれます。

3段階で考えよう

  1. 対称性は、指定した規則を保つ変換。正方形を回しても、点どうしの距離は保たれます。
  2. 数の世界では、絵の形ではなく足し算やかけ算を保つ変換を考えます。
  3. すべての許された変換で、ある部分の点がその部分から出ないとき、その部分は安定です。

小さな例で確かめる

正方形を回すと、頂点は別の頂点へ移ります。安定性では、選んだ部分全体がすべての変換で保たれるかを問います。

Leanの定義・原文の抜粋

FLT · aa2d8b3 · Def_FLTPrelim_GaloisRep.lean

def IsGaloisStable {n : ℕ}    (N : Submodule (ZMod n) (Submodule.torsionBy ℤ (W'⁄K).Point n)) : Prop :=  ∀ (σ : K ≃ₐ[S] K), ∀ x ∈ N, σ • x ∈ N

このLeanの読み方

∀ σは、すべての算術の対称性。x ∈ Nは最初にNの中にいること、σ • x ∈ Nは動かしても中に残ることです。

この言葉を使う章

6. ハサミ持ち込み事件8. ひみつの二重奏9. コンサートへの二つの入口10. 3音だけのオーディション11. パスポートを借りる作戦12. 二つの工房、同じ注文13. ピップの無謀なキルト14. どんどん小さくなる予約15. 完全なる静寂のコンサート16. 入れないはずの客
わからない・道に迷った

ミカのたすけ舟

変換としての対称性

今は、一つだけ

まず「3段階で考えよう」を上から読みます。Leanの原文は、その後でも大丈夫です。

言葉をほどこう

形や計算の規則を保ったまま、対象を入れ替える変換。

このページの「この言葉の前に」に、先に知ると読みやすい言葉があります。

小さな手がかり

正方形を回すと、頂点は別の頂点へ移ります。安定性では、選んだ部分全体がすべての変換で保たれるかを問います。

閉じれば、読んでいた場所に戻れます。このページに合わせて用意したヒントです。

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