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eja: update todo, and rename "natural" to "matrix".
[sage.d.git] / mjo / eja / eja_subalgebra.py
index 045c16e7ed691532e016c89192a43903bc0cc7ce..e7e559f80466d8b4da96c9a14ecea74bfd9351d4 100644 (file)
@@ -11,14 +11,14 @@ class FiniteDimensionalEuclideanJordanSubalgebraElement(FiniteDimensionalEuclide
 
     TESTS::
 
-    The natural representation of an element in the subalgebra is
-    the same as its natural representation in the superalgebra::
+    The matrix representation of an element in the subalgebra is
+    the same as its matrix representation in the superalgebra::
 
         sage: set_random_seed()
         sage: A = random_eja().random_element().subalgebra_generated_by()
         sage: y = A.random_element()
-        sage: actual = y.natural_representation()
-        sage: expected = y.superalgebra_element().natural_representation()
+        sage: actual = y.to_matrix()
+        sage: expected = y.superalgebra_element().to_matrix()
         sage: actual == expected
         True
 
@@ -56,6 +56,14 @@ class FiniteDimensionalEuclideanJordanSubalgebraElement(FiniteDimensionalEuclide
             f1
             sage: A(x).superalgebra_element()
             e0 + e1 + e2 + e3 + e4 + e5
+            sage: y = sum(A.gens())
+            sage: y
+            f0 + f1
+            sage: B = y.subalgebra_generated_by()
+            sage: B(y)
+            g1
+            sage: B(y).superalgebra_element()
+            f0 + f1
 
         TESTS:
 
@@ -70,10 +78,23 @@ class FiniteDimensionalEuclideanJordanSubalgebraElement(FiniteDimensionalEuclide
             sage: y = A.random_element()
             sage: A(y.superalgebra_element()) == y
             True
+            sage: B = y.subalgebra_generated_by()
+            sage: B(y).superalgebra_element() == y
+            True
 
         """
-        return self.parent().superalgebra().linear_combination(
-          zip(self.parent()._superalgebra_basis, self.to_vector()) )
+        # As with the _element_constructor_() method on the
+        # algebra... even in a subspace of a subspace, the basis
+        # elements belong to the ambient space. As a result, only one
+        # level of coordinate_vector() is needed, regardless of how
+        # deeply we're nested.
+        W = self.parent().vector_space()
+        V = self.parent().superalgebra().vector_space()
+
+        # Multiply on the left because basis_matrix() is row-wise.
+        ambient_coords = self.to_vector()*W.basis_matrix()
+        V_coords = V.coordinate_vector(ambient_coords)
+        return self.parent().superalgebra().from_vector(V_coords)
 
 
 
@@ -100,11 +121,11 @@ class FiniteDimensionalEuclideanJordanSubalgebra(FiniteDimensionalEuclideanJorda
         sage: E22 = matrix(AA, [ [0,0],
         ....:                    [0,1] ])
         sage: K1 = FiniteDimensionalEuclideanJordanSubalgebra(J, (J(E11),))
-        sage: K1.one().natural_representation()
+        sage: K1.one().to_matrix()
         [1 0]
         [0 0]
         sage: K2 = FiniteDimensionalEuclideanJordanSubalgebra(J, (J(E22),))
-        sage: K2.one().natural_representation()
+        sage: K2.one().to_matrix()
         [0 0]
         [0 1]
 
@@ -130,7 +151,7 @@ class FiniteDimensionalEuclideanJordanSubalgebra(FiniteDimensionalEuclideanJorda
         1
 
     """
-    def __init__(self, superalgebra, basis, category=None):
+    def __init__(self, superalgebra, basis, category=None, check_axioms=True):
         self._superalgebra = superalgebra
         V = self._superalgebra.vector_space()
         field = self._superalgebra.base_ring()
@@ -149,16 +170,20 @@ class FiniteDimensionalEuclideanJordanSubalgebra(FiniteDimensionalEuclideanJorda
         except ValueError:
             prefix = prefixen[0]
 
-        basis_vectors = [ b.to_vector() for b in basis ]
-        superalgebra_basis = [ self._superalgebra.from_vector(b)
-                               for b in basis_vectors ]
+        # If our superalgebra is a subalgebra of something else, then
+        # these vectors won't have the right coordinates for
+        # V.span_of_basis() unless we use V.from_vector() on them.
+        W = V.span_of_basis( V.from_vector(b.to_vector()) for b in basis )
 
-        W = V.span_of_basis( V.from_vector(v) for v in basis_vectors )
-        n = len(superalgebra_basis)
+        n = len(basis)
         mult_table = [[W.zero() for i in range(n)] for j in range(n)]
+        ip_table = [ [ self._superalgebra.inner_product(basis[i],basis[j])
+                       for i in range(n) ]
+                     for j in range(n) ]
+
         for i in range(n):
             for j in range(n):
-                product = superalgebra_basis[i]*superalgebra_basis[j]
+                product = basis[i]*basis[j]
                 # product.to_vector() might live in a vector subspace
                 # if our parent algebra is already a subalgebra. We
                 # use V.from_vector() to make it "the right size" in
@@ -166,20 +191,20 @@ class FiniteDimensionalEuclideanJordanSubalgebra(FiniteDimensionalEuclideanJorda
                 product_vector = V.from_vector(product.to_vector())
                 mult_table[i][j] = W.coordinate_vector(product_vector)
 
-        natural_basis = tuple( b.natural_representation()
-                               for b in superalgebra_basis )
+        self._inner_product_matrix = matrix(field, ip_table)
+        matrix_basis = tuple( b.to_matrix() for b in basis )
 
 
         self._vector_space = W
-        self._superalgebra_basis = superalgebra_basis
-
 
         fdeja = super(FiniteDimensionalEuclideanJordanSubalgebra, self)
         fdeja.__init__(field,
                        mult_table,
                        prefix=prefix,
                        category=category,
-                       natural_basis=natural_basis)
+                       matrix_basis=matrix_basis,
+                       check_field=False,
+                       check_axioms=check_axioms)
 
 
 
@@ -214,25 +239,33 @@ class FiniteDimensionalEuclideanJordanSubalgebra(FiniteDimensionalEuclideanJorda
         if elt not in self.superalgebra():
             raise ValueError("not an element of this subalgebra")
 
-        # The extra hackery is because foo.to_vector() might not
-        # live in foo.parent().vector_space()!
-        coords = sum( a*b for (a,b)
-                          in zip(elt.to_vector(),
-                                 self.superalgebra().vector_space().basis()) )
-        return self.from_vector(self.vector_space().coordinate_vector(coords))
+        # The extra hackery is because foo.to_vector() might not live
+        # in foo.parent().vector_space()! Subspaces of subspaces still
+        # have user bases in the ambient space, though, so only one
+        # level of coordinate_vector() is needed. In other words, if V
+        # is itself a subspace, the basis elements for W will be of
+        # the same length as the basis elements for V -- namely
+        # whatever the dimension of the ambient (parent of V?) space is.
+        V = self.superalgebra().vector_space()
+        W = self.vector_space()
+
+        # Multiply on the left because basis_matrix() is row-wise.
+        ambient_coords = elt.to_vector()*V.basis_matrix()
+        W_coords = W.coordinate_vector(ambient_coords)
+        return self.from_vector(W_coords)
 
 
 
-    def natural_basis_space(self):
+    def matrix_space(self):
         """
-        Return the natural basis space of this algebra, which is identical
-        to that of its superalgebra.
+        Return the matrix space of this algebra, which is identical to
+        that of its superalgebra.
 
-        This is correct "by definition," and avoids a mismatch when the
-        subalgebra is trivial (with no natural basis to infer anything
-        from) and the parent is not.
+        This is correct "by definition," and avoids a mismatch when
+        the subalgebra is trivial (with no matrix basis elements to
+        infer anything from) and the parent is not.
         """
-        return self.superalgebra().natural_basis_space()
+        return self.superalgebra().matrix_space()
 
 
     def superalgebra(self):