近世代数杨子胥第二版题解 - 11111

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§2. 5 变 换 群

一、主要内容

1.变换群、双射变换群(特别是集合M上的对称群和n次对称群)和非双射变换群的定义及例子.

2.变换群是双射变换群的充要条件;双射变换群与抽象群的关系. 1)集合M上的变换群G是双射变换群?G含有M的单或满)射变换; 2)任何一个群都同一个(双射)变换群同构.

3.有限集及无限集上非双射变换群的例子(例2和例3). 二、释疑解难

1.一般近世代数书中所说的“变换群”,都是由双射变换(关于变换乘法)所作成的群,即本教材所说的“双射变换群”.而本教材所说的“变换群”则是由一个集合上的一些变换(不一定是双射变换)作成的群.通过教材§5定理2和推论1可知,实际上变换群可分成两类:一类是双射变换群(全由双射变换作成的群,即通常近世代数书中所说的“变换群”),另一类是非双射变换群(全由非双射变换作成的群).在学习本书时应留意这种差异.

2.本节教材定理2(若集合M上的变换群G含有M的单射或满射变换.则G必为M上的一个双射变换群,即G中的变换必全是双射变换)比有些书上相应的定理(若集合M上由变换作成的群G含有M的恒等变换,则G中的变换必全为双射变换)大为推广.因为后者要求G包含恒等变换(一个特殊的双射变换),而前者仅要求G包含一个单(或满)射变换即可.因此,后音只是前者(本节教材定理2)的一个推论,一种很特殊的情况.两相比较,差异较大.

这种差异也说明,M上的任何一个非双射变换群不仅不能包含恒等变换,而且连M的任何单射或满射变换也不能包含.

另外,在这里顺便指出,集合M上的任何双射变换群G的单位元必是M的恒等变换.

3.集合M上的全体变换作成的集合T(M),对于变换的乘法作成一个有单位元的半群.在半群的讨论中,这是一类重要的半群.并且本节习题中第4题还指出,当M>1时T(M)只能作成半群,而不能作成群.

三、习题§2. 5解答

1. 解 作成有单位元半群,?是单位元.但不作成群,因为?无逆元. 2.

3. 解 G作成群:因为易知4

月15号

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§2. 6 置 换 群

一、主要内容

1.任何(非循环)置换都可表为不相连循环之积,任何置换都可表为若干个对换之积,且对换个数的奇阴

n!偶性不变.从而有奇、偶置换的概念,且全体n次置换中奇、偶置换个数相等,各为个(n>1).

22.k—循环的奇偶性、阶和逆元的确定方法,以及不相连循环乘积的奇偶性、阶和逆元的确定方法.

1)k—循环与A有相反奇偶性.

2)k—循环的阶为k.又(i1,i2?ik)1=(ik,?,i2,i1 ).

3)若?分解为不相连循环之积.则其分解中奇循环个数为奇时?为奇置换,否则?为偶置换.?的阶为各因子的阶的最小公倍.其逆元可由k—循环的逆元来确定.

-1

3.由置换?,?求置换???的方法.n次对称群sn的中心. 4.传递群的定义、例子和简单性质. 二、释疑解难

1.研究置换群的重要意义和作用.

除了教材中已经指出的(置换群是最早研究的一类群,而且每个有限的抽象群都同一个置换群同构)以外,研究置换群的重要意义和作用至少还有以下几方面:

1) 置换群是一种具体的群,从置换乘法到判断置换的奇偶性以及求置换的阶和逆置换,都很具体和简单.同时它也是元素不是数的一种非交换群.在群的讨论中举例时也经常用到这种群.

2) 在置换群的研究中,有一些特殊的研究对象是别的群所没有的.如置换中的不动点理论以及传递性和本原性理论等等.

3) 置换群中有一些特殊的子群也是一般抽象群所没有的.例如,交代群、传递群、稳定子群和本原群等等.就教材所讲过的交代群和传递群的重要性便可以知道,介绍置换群是多么的重要. 2.用循环与对换之积来表出置换的优越性.

首先,书写大为简化,便于运算。另外还便于求置换的阶,判断置换的奇偶性和求逆置换.因为我们知道:

k—循环的阶是k ;不相连循环之积的阶为各循环的阶的最小公倍;k—循环的奇偶性与k一1的奇侣性

相同;又k—循环(i1,i2?ik)的逆元为(i1,i2?ik)1=(ik,?,i2,i1 ).

3.由教材本节例3可直接得出以下结论:n次置换群G若包含有奇置换,则G是一个偶数.

另外,由于偶置换之积仍为偶置换,故任何n次置换群G中的全体偶置换作成G 的一个子群.

5.在一般群中判断二元素是否共扼(参考第三章§6)并不容易,但是,在对称群sn中二置换是否共扼却容易判断,即二者有相同的循环结构(参考习题3.9第30题).其证明要用到本节的定理5,这也是该定理的一个重要应用.

6.法国数学家马蒂厄于1861年和1873年曾发现四个4重传递群,分别用M11,M12,M23,M24表示,后人称为马蒂厄群.这四个群的阶数都很大,它们的阶数分别是:

三、习题§2.6解答 1.略 2.

3.略 4.略 5.

6. 证 因为H有限,故要证H≤s4只用验算H对置换乘法封闭即可. 7.解 令?=(123456).则G的全部6个置换是:

§2.7 陪集、指数和Lagrange定理

一、主要内容

1.左、右陪集定义和简单性质. 1)左陪集的五个基本性质:1)一5);

2)全体左陪集与全体右陪集之间可建立双射; 3)群G关于子群H的左陪集分解式:

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