群论初步学习

群论学习01

  • 群的定义
    • 李群的定义

群的定义

近来,在机器学习当中不时会出现群论的知识,主要是在在计算机图形和视觉方面,都投入到模式分布流形(Manifold)的研究。就一直在想好好学习一下群论的内容,尤其是关于计算机方面的内容。

群(group)指的是一类特殊的集合,这个集合包含一组元素和大于等于一个的运算,比如乘法群救记作**(G,⋅)**。那么平凡来讲,群满足下列四个性质:
我们假定一个平凡的群G支持qun这种运算:
(1)封闭性
∀a∈G,b∈G,a qun b∈G
(2)运算的结合性
(a qun b) qun c=a qun (b qun c)
(3)存在单位元(幺元)
∃e∈G,s.t.∀a∈G,e qun a=a qun e=a
(4)对于每个元素,存在逆元,即满足
∀a∈G,∃b∈G,s.t.a qun b=b qun a=e

李群的定义

在数学中,李群(Lie group)是具有群结构的实流形或者复流形,并且群中的加法运算和逆元运算是流形中的解析映射。李群在数学分析、物理和几何中都有非常重要的作用。
那么什么是流形呢?
流形是局部具有欧几里得空间性质的空间,在数学中用于描述几何形体。物理上,经典力学的相空间和构造广义相对论的时空模型的四维伪黎曼流形都是流形的实例。
关于流形的学习:
流形学习(Manifold Learning)

李群是具有连续(光滑)性质的群;它既是群也是流行;直观上看,一个刚体能够连续的在空间中运动,故SO(3)和SE(3)都是李群。(注:SO(3)是特殊正交群 SE(3)是特殊欧式群,由于旋转矩阵R是3乘3的维度,但自由度的约束只有3个自由度,所以旋转矩阵R在9维空间中是一个连续的3维曲面或流形)但是,SO(3)和SE(3)只有定义良好的乘法,没有加法,所以难以进行取极限和求导等操作。
别处找的李群和李代数的关系
群论初步学习_第1张图片
李群和李代数

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