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《抽象代数》讲义(二)

(2012-02-28 13:48:14)
标签:

群论

置换群

游戏

分类: 本科数学

一些有限群的同构类

素数阶有限群G都同构与循环群Zp。任取非单位元素x,x的阶整除p,并且不是1,因此|x|=p,<x>=G,G≌Zp

4阶群有两个同构类Z2+Z2或Z4,如果有4阶元则是Z4,否则都是2阶元,必然是交换群,可以写成两个不同的2阶子群的直和。

6阶群G有两个同构类Z6或S3,其中Z6≌Z3+Z2是交换群,S3非交换。证明如下:元素阶整除6。如果G有6阶元,则同构于Z6。如果G有3阶元(学习西罗定理之后可以知道必然有3阶元和2阶元),设|x|=3,则<x>是指标2的子群,是正规子群。G/<x>≌Z2,取yÏ<x>,|y|的阶被2整除,由假定知|y|=2。<x,y>至少是6阶群,因此<x,y>=G,yxy=x或yxy=x2,二者分别给出Z6或S3。如果G的元素都是2阶,则G是交换群,取2阶元x,G/<x>阶是3,因此G有元素阶被3整除,矛盾。

奇置换与偶置换定义

任何置换可以写成对换(ij)的乘积,进一步这种对换可以只用(i i+1)型的,也就是说,这类对换构成Sn的生成元。

一个置换σ对应于{1,2,…,n}的一个排列,计算排列的逆序对{i<j,σ(i)>σ(j)}的数目S(σ)。

σ→S(σ) mod 2定义了Sn→Z2的一个映射Sgn,成为符号,我们将要证明这是群同态。

任取(k k+1)型对换η,则Sgn(η)=1。(只有一个逆序对)。

任取(k k+1)型对换η,则Sgn(ηoσ)=Sgn(σ)+1=Sgn(η)+Sgn(σ)。一个数对(i,j),它不同时是ηoσ和σ的逆序对当且仅当{σ(i),σ(j)}={k,k+1}。因此σηoσ的逆序对数相差1,因此符号相反。

任给置换τ,写成(k k+1)型对换乘积,并重复利用上式,可知Sgn(τ)等于把τ写成(k k+1)型对换的乘积时所用对换的个数模2余数。

任意两个置换τσ,把τ写成(k k+1)型对换的乘积,可以证明Sgn(τoσ)=Sgn(τ)+Sgn(σ),因此Sgn是同态。

一个一般的对换η有Sgn(η)=1。一个一般的轮换σ有Sgn(σ)=l(σ)-1 mod2,其中l表示轮换长度。

一般的置换σ,Sgn(σ)等于把σ写成一般对换乘积的所用对换个数模2余数。

如果置换写成轮换乘积,Sgn等于长度为偶数的轮换的个数模2余数。

如果置换写成GLnR中置换矩阵P的形式,(-1)Sgn=det(P)。

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