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バーンサイドの補題 : ミニ英和和英辞書
バーンサイドの補題[ばーんさいどのほだい]
=====================================
〔語彙分解〕的な部分一致の検索結果は以下の通りです。

: [ちょうおん]
 (n) long vowel mark (usually only used in katakana)
補題 : [ほだい]
 (n) subtitle
: [だい]
  1. (n,vs) title 2. subject 3. theme 4. topic 

バーンサイドの補題 : ウィキペディア日本語版
バーンサイドの補題[ばーんさいどのほだい]
バーンサイドの補題()、あるいはバーンサイドの数え上げ補題コーシー・フロベニウスの補題軌道の数え上げ補題とは、対称性を考慮して数学的な対象を数え上げるときに有用な群論の結果である。
以下では は有限群集合作用しているとする。群 の各元 に対して で元 によって固定されるすべての の元からなる集合を表す。バーンサイドの補題は軌道の数 || は次の式で表せることを主張している。
:\vert X/G \vert = \frac\sum_\vert X^g\vert
つまり軌道の数(これは自然数あるいは+∞)は群 の元による固定点の数の平均(これも自然数あるいは+∞)と等しい。もし が無限群ならば || による除法は定義されないが、その場合には次の基数に関する主張が成り立つ。
:\vert G\vert \cdot \vert X/G\vert = \sum_\vert X^g\vert
== 例と応用 ==
以下ではこの補題を使って立方体の面を3色で塗り分ける数を決定する。ただし回転させて一致するものは同一視する。
をある特定の向きの立方体の面を塗り分ける36通りの彩色からなる集合とし、立方体の回転群 は自然に に作用しているとする。このとき集合 の2元が同じ軌道に属するのは一方がもう一方の回転であるとき、かつそのときに限る。したがって塗り分ける数は軌道の数と一致し、それは群 の24元がそれぞれ固定する集合の大きさを数えることで計算できる。
; 単位元
: 36個の元すべてを固定する
; 面の90度回転(6つ)
: 33個の元(回転軸の通る2面と側面の彩色分)を固定する
; 面の180度回転(3つ)
: 34個の元(回転軸の通る2面と側面の2対面の彩色分)を固定する
; 頂点の120度回転(8つ)
: 32個の元(回転軸に対して上下の彩色分)を固定する
; 辺の180度回転(6つ)
: 33個の元(回転軸の通る辺に接する面の2組と側面の彩色分)を固定する
よって各元が固定する集合の大きさの平均は次の通り。
: \frac\left(3^6+6\cdot 3^3 + 3 \cdot 3^4 + 8 \cdot 3^2 + 6 \cdot 3^3 \right) = 57
したがって立方体の面を3色で塗り分ける方法は57通りある。一般に立方体の面を 色で塗り分ける方法は次の通り。
: \frac\left(n^6+3n^4 + 12n^3 + 8n^2\right)

抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア(Wikipedia)
ウィキペディアで「バーンサイドの補題」の詳細全文を読む




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