本文主要是介绍【抽代复习笔记】28-群(二十二):四道子群例题,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
例1:证明,循环群的子群是循环群。
证:设G = (a),H ≤ G。
(1)若H = {e},则H是一阶循环群;
(2)设H至少包含2个元素,即设H = {...,a^(-k),a^(-j),a^(-i),a^0,a^i,a^j,a^k,...},
其中a^i是H中正指数最小的元素,0<i<j<k,
下证a^i是H的生成元:
对任意的a^t∈H(t∈Z),存在q∈Z,使得t = qi + r,0 ≤ r<i,
a^t = a^(qi + r) = a^(qi) o a^r,从而a^r = a^t o [a^(iq)]^(-1) = a^t o (a^i)^(-q),
因为a^t,a^i∈H,所以a^r = a^t o (a^i)^(-q)∈H,
又0 ≤ r<i,考虑到i是H中的最小正指数,所以r = 0,
即a^t = (a^i)^q,因此a^i是H中的生成元,即H = (a^i)是循环子群。
例2:找出模12的剩余类加群Z12的所有子群。
解:如果a与12互素,那么[a]也是Z12的生成元,如果[a]是生成元,那么[12-a]也是,
因此,
([0]) = {[0]} ≤ Z12,
([1]) = ([5]) = ([7]) = ([11]) ≤ Z12,
([2]) = ([10]) = {[0],[2],[4],[6],[8],[10]} ≤ Z12,
([3]) = ([9]) = {[0],[3],[6],[9]} ≤ Z12,
([4]) = ([8]) = {[0],[4],[8]} ≤ Z12,
([6]) = {[0],[6]} ≤ Z12。
例3:找出S3的所有子群。
解:{(1)},{(1),(12)},{(1),(13)},{(1),(23)},{(1),(123),(132)},S3,用子群的第一判定定理可证明,
例如:对{(1),(123),(132)},首先{(1),(123),(132)}是S3的非空子集;
其次,(1)(123) = (123)∈{(1),(123),(132)},(1)(132) = (132)∈{(1),(123),(132)},(123)(132) = (1)∈{(1),(123),(132)},即对任意的a,b∈{(1),(123),(132)},均有a o b∈{(1),(123),(132)},这满足了子群第一判定定理的第一条;
再者,(1)的逆元是(1)本身,而(123)和(132)互为逆元,均属于{(1),(123),(132)},这边满足了子群第一判定定理的第二条。
所以{(1),(123),(132)} ≤ S3。
其它可类似证明。
例4:证明,子群的交仍是子群。
证:设(G,o)是一个群,H ≤ G,K ≤ G,则e∈H且e∈K,
因此e∈H∩K,所以H∩K ≠ ∅,
对任意的a,b∈H∩K,因为H ≤ G,K ≤ G,
所以a o b^(-1)∈H,a o b^(-1)∈K,所以a o b^(-1)∈H∩K,
从而由子群的第二判定定理,可得出H∩K ≤ G。
(待续……)
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