1. 引言
约当三系的定义最早是1949年由Nathan Jacobson提出的 [1] ,通过约当代数可以构造出约当三系。而约当代数理论最早是有量子物理学的潜在研究所激发的,在物理,特别是量子力学中起着重要的作用。对于约当三系,可以通过约当三系给出一类对称流形的代数描述,并且,约当三系可以提供几种构造李代数的方法。对于约当三系的研究,前人已经得到了很多结果。例如,在 [2] 中作者利用TKK李代数的上同调研究了约当三系的上同调理论;在 [3] 中作者研究了约当三系的表示,证明了有限维约当三系的通用包络是有限维的,若约当三系是它自身的根基,则约当三系的通用包络是幂零的;在 [4] 中作者研究了特征不为2的域上中心非退化约当三系的非零中心及其等价形式。
相对Rota-Baxter算子是Rota-Baxter算子在结合代数上的相对推广,与O-算子有关,起源于经典Yang-Baxter方程的算子形式。在代数上,可以利用相对Rota-Baxte研究上同调理论,如,在 [5] 中作者研究了李代数上权为1的相对Rota-Baxter算子,构造了它们的上同调理论,并利用第二个上同调群来研究相对Rota-Baxter算子和r-矩阵的无穷小变形。在 [6] 中作者给出了在李三系上的相对Rota-Baxter算子以及上同调理论,并利用第一个上同调群对无穷小变形进行了分类。
2. 预备知识
定义1.1 [7] 设J为线性空间,J上有双线性的代数运算“
”:
,如果满足下列条件
,
,
,则称
为约当代数。
定义1.2 [8] 设J为线性空间,
是三线性映射,如果满足下列条件
(1.1)
(1.2)
,则称
为约当三系。
例1.1 [8] 设
为约当代数,在J上定义代数运算
,
,则
为约当三系。
定义1.3 [9] 设
是约当三系,H为J的子空间,如果H满足
,则称H是J的子系。
3. 相对Rota-Baxter算子
定义2.1 设
是约当三系,V是线性空间,
是双线性映射,若
满足
, (2.1)
, (2.2)
, (2.3)
, (2.4)
, (2.5)
,则
称为J的表示。
例2.1 设
是约当三系,定义双线性映射
,其中
,
,则
是J的表示,称为伴随表示。
证:直接验证可知
满足(2.1)-(2.5)式,故
是J的表示。
定义2.2 设
是约当三系,
是
的表示。若
,有
,
,
,
,
则称
为
在
上的一个作用。这里
。
设
是约当三系,定义
。
例2.2
是约当三系,如果J满足
,则伴随表示
是J在自身上的一个作用。
证:由例2.1可知,伴随表示
是J的表示。因为
,所以
,
,
,
,
,
因此,
是J在自身上的一个作用。
定义2.3
是约当三系,
是
在
上的作用,
是线性映射,如果T满足
, (2.6)
,则T称为关于作用
的从
到
的权为
的相对Rota-Baxter算子。
命题2.1
是约当三系,
是
在
上的作用。在
上定义运算
,其中
,
,则
是约当三系,称为
和
的半直积。
证:显然,在
上定义的运算对三个变量都是线性的,因此若要证
是约当三系,只需在
上验证(1.1)-(1.2)式成立。
,直接计算(1.1)式左式得
,
由于
是约当三系且
是对称的,故在
上(1.1)式成立。
其中,
,
,
,
,
,
,
由
是约当三系知(1.2)式成立,由(2.4)式成立知A1为零,由(2.5)式成立知A2为零,由(2.2)式成立知A3为零,由(2.3)式成立知A4为零,由(2.2)式成立知A5为零。由于
是
在
上的作用,故有
,
,类似可知A6为零。所以在
上(1.2)式成立。综上,
是一个约当三系。
定理2.1
是约当三系,
是
在
上的作用,则线性映射
是关于作用
的权为
的相对Rota-Baxter算子当且仅当图
是
的子系。
证明:由于
是线性映射,
,由命题2.1有
,
这表明,图
是
的子系当且仅当T满足(2.6)式,所以结论成立。
4. 相对Rota-Baxter算子的应用
命题4.1
是约当三系,线性映射
是关于作用
的权为
的相对Rota-Baxter算子,在
上定义新运算
,其中
,
,则
也是约当三系,并且 是从约当三系
到约当三系
的同态。
证明:显然,在
上定义的新代数运算
对三个变量都是线性的,若要证明
是一个约当三系,只需在
上验证(1.1)~(1.2)式成立。
,
,
由于
是约当三系且
是对称的,所以在
上(1.1)式成立。
其中,
,
,
,
,
,
,
由
是约当三系知(1.2)式成立,由(2.4)式成立知B1为零,由(2.5)式成立知B2为零,由(2.2)式成立知B3为零,由(2.3)式成立知B4为零,由(2.2)式成立知B5为零,由于
是
在
上的作用,故有
,
,类似可知B6为零。故在
上(1.2)式成立。综上,
也是约当三系。
下证T是从
到
的同态。由于线性映射
是关于作用
的权为
的相对Rota-Baxter算子,所以,
,
,因此,T是从
到
的代数同态。
命题3.2
是约当三系,线性映射
是关于作用
的权为
的相对Rota-Baxter算子,定义双线性映射
,其中
,
,
,则
是
的表示。
证:显然,
是线性映射,
,计算(2.1)式左边可得
,
由于
是约当三系,故(2.1)式成立。
计算(2.2)式左边可得
其中,
,
,
,
,
,
由于
是约当三系,故(1.2)式成立,由(2.4)式成立知C11为零,由(2.5)式成立知C12为零,由(2.2)式成立知C13为零,由(2.3)式成立知C14为零,由于
是
在
上的作用,故有
,
,类似可知C15为零,故(2.2)式成立。
计算(2.3)式左边可得
其中,
,
,
,
,
,
由于
是约当三系,故(1.2)式成立,由(2.4)式成立知C21为零,由(2.5)式成立知C22为零,由(2.2)式成立知C23为零,由(2.2)式成立知C24为零,由于
是
在
上的作用,故有
,
,类似可知C25为零,故(2.3)式成立。
计算(2.4)式左边可得
其中,
,
,
,
,
,
由于
是约当三系,故(1.2)式成立,由(2.2)式成立知C31为零,由(2.3)式成立知C32为零,由(2.2)式成立知C33为零,由(2.5)式成立知C34为零,由于
是
在
上的作用,故有
,
,类似可知C35为零,故(2.4)式成立。
计算(2.5)式左边可得
其中,
,
,
,
,
,
由于
是约当三系,故(1.2)式成立,由(2.2)式成立知C41为零,由(2.3)式成立知C42为零,由(2.2)式成立知C43为零,由(2.4)式成立知C44为零,由于
是
在
上的作用,故有
,
,类似可知C45为零,故(2.5)式成立。
综上,
是
的表示。
5. 相对Rota-Baxter算子的构造
命题5.1
是约当三系,
是
的伴随表示,
是J的子系且满足
,
,
,
。设H是
的补空间,使
,P是J在
上的自然投影,即
,
则P是关于作用
的权为
的相对Rota-Baxter算子。
证:由于
是
的伴随表示,故由例2.2知,
是
在自身上的作用,
,记
在投影P下的像为
,
,
所以,P是关于作用
的权为
的相对Rota-Baxter算子。
例5.1 设
是三维约当代数,
是J的一组基,J中运算为
。
由例1.1知,在J上定义运算
,
则
是约当三系,且基中元素的非零代数运算为
,
的
是由
生成的子系,则伴随表示
是
在自身上的一个作用。取
为由
所生成的子系,根据命题4.1,由
所决定的投影
是关于作用
的权为
的相对Rota-Baxter算子。