1、确实构成循环群——事实上
i^0=1, i^2=-1, i^3=-i, i^4=1
(-i)^0=1, (-i)^2=-1, (-i)^3=i, (-i)^4=1
但1^2=(-1)^2=1,故i与-i为生成元,而1与-1不是生成元
2、(周期是指什么呢?一个置换的周期为k是不是指这个置换的k次方是单位元而m(m
周期k为奇数的置换t必为偶置换;事实上,设t的轮换分解式为
t=(a_1 a_2 ... a_p) (b_1 b_2 ... b_q) ... (s_1 s_2 ... s_t)
其中上述轮换两两不交;则对任意正整数m有
t^m = (a_1 a_2 ... a_p)^m * (b_1 b_2 ... b_q)^m * ... * (s_1 s_2 ... s_t)^m
而 t^m 为单位元当且仅当 (a_1 a_2 ... a_p)^m, (b_1 b_2 ... b_q)^m, ..., (s_1 s_2 ... s_t)^m 均为单位元,这又等价于m为p,q,...,t的公倍数,于是t的周期k为p,q,...,t的最小公倍数;但k为奇数,故p,q,...,t必全为奇数,从而 (a_1 a_2 ... a_p), (b_1 b_2 ... b_q), ..., (s_1 s_2 ... s_t) 均为偶置换,进而t(作为这些偶置换的积)也是偶置换
3、(用U表示并集)
Z=N U (1+N) U (2+N)
其中(1+N)={...,-5,-2,1,4,...}, (2+N)={...,-4,-1,2,5,8,...}
N,1+N,2+N这三个集合构成N的所有陪集
4、显然H中任一元素a满足aH=Ha=H,故H包含于K;下验证K为G的子群,只需验证任意a,b属于K,都有a*b^(-1)属于K;事实上,当a,b属于K时
aH=Ha
bH=Hb(两边的集合先左乘以b^(-1)后再右乘b^(-1)后得到Hb^(-1)=b^(-1)H)
故
ab^(-1)H=aHb^(-1)=Hab^(-1)
表明ab^(-1)属于K
最后验证H为K的正规子群。事实上,任意h属于H,k属于K,因
khk^(-1)*H=khH*k^(-1)=kHk^(-1)=Hk*k^(-1)=H
这表明khk^(-1)属于H,从而H为K的正规子群
5、G={(1),(12),(13),(23),(123),(132)}
G首先有平凡子群{(1)}及G;对非平凡子群H,因H的阶数为G的阶数6的约数,故只能为2,3;而2阶群与3阶群都是循环群;
1) 若H为2阶群,则其二阶生成元必为(12),(13),(23)之一,从而H有如下三种可能:
H={(1),(12)}
H={(1),(13)}
H={(1),(23)}
2) 若H为3阶群,则其三阶生成元必为(123),(132)之一,从而
H={(1),(123),(123)^2=(132)}
H={(1),(132),(132)^2=(123)}
(这两种情况是一样的)
综上,H共有四种可能,具体如上
1.G=就行了看看生成元的定义,i可以通过普通乘法形成群,生成元没有要求有逆元,但可以重复出现。
2.注意性质:(i1,i2,i3,...,ik)=(i1,i2)(i1,i3)...(i1,ik)并且(i1,i2,...,ik)^k=(i1,i2,...,ik)如果k是奇数,即置换(i1,i2,...,ik)分解为对换有(k-1)个【(i1,i2)(i1,i3)...(i1,ik)共(k-1)个】
3.Z={N+0;N+1;N+2},当然你也可以构造函数,然后利用同态基本定理证明。
4.由K的定义,任意的k∈K都有kH=Hk∴如果K是群,则H是K的正规子群。下面证明K是群:取a,b∈K,即aH=Ha,bH=hB,由于a,b都是群G的元。于是(ab)H=a(bH)=a(Hb)=(aH)b=(Ha)b=H(ab)成立,即ab∈K,而且G的幺元e显然也属于K,因为aH=Ha,等式左右均乘a的逆元得:Ha^(-1)=a^(-1)H,所以a^(-1)∈K,K有逆元。 于是K是群。即得。
1、确实构成循环群——事实上
i^0=1,
i^2=-1,
i^3=-i,
i^4=1
(-i)^0=1,
(-i)^2=-1,
(-i)^3=i,
(-i)^4=1
但1^2=(-1)^2=1,故i与-i为生成元,而1与-1不是生成元
2、(周期是指什么呢?一个置换的周期为k是不是指这个置换的k次方是单位元而m(m
周期k为奇数的置换t必为偶置换;事实上,设t的轮换分解式为
t=(a_1
a_2
...
a_p)
(b_1
b_2
...
b_q)
...
(s_1
s_2
...
s_t)
其中上述轮换两两不交;则对任意正整数m有
t^m
=
(a_1
a_2
...
a_p)^m
*
(b_1
b_2
...
b_q)^m
*
...
*
(s_1
s_2
...
s_t)^m
而
t^m
为单位元当且仅当
(a_1
a_2
...
a_p)^m,
(b_1
b_2
...
b_q)^m,
...,
(s_1
s_2
...
s_t)^m
均为单位元,这又等价于m为p,q,...,t的公倍数,于是t的周期k为p,q,...,t的最小公倍数;但k为奇数,故p,q,...,t必全为奇数,从而
(a_1
a_2
...
a_p),
(b_1
b_2
...
b_q),
...,
(s_1
s_2
...
s_t)
均为偶置换,进而t(作为这些偶置换的积)也是偶置换
3、(用U表示并集)
Z=N
U
(1+N)
U
(2+N)
其中(1+N)={...,-5,-2,1,4,...},
(2+N)={...,-4,-1,2,5,8,...}
N,1+N,2+N这三个集合构成N的所有陪集
4、显然H中任一元素a满足aH=Ha=H,故H包含于K;下验证K为G的子群,只需验证任意a,b属于K,都有a*b^(-1)属于K;事实上,当a,b属于K时
aH=Ha
bH=Hb(两边的集合先左乘以b^(-1)后再右乘b^(-1)后得到Hb^(-1)=b^(-1)H)
故
ab^(-1)H=aHb^(-1)=Hab^(-1)
表明ab^(-1)属于K
最后验证H为K的正规子群。事实上,任意h属于H,k属于K,因
khk^(-1)*H=khH*k^(-1)=kHk^(-1)=Hk*k^(-1)=H
这表明khk^(-1)属于H,从而H为K的正规子群
5、G={(1),(12),(13),(23),(123),(132)}
G首先有平凡子群{(1)}及G;对非平凡子群H,因H的阶数为G的阶数6的约数,故只能为2,3;而2阶群与3阶群都是循环群;
1)
若H为2阶群,则其二阶生成元必为(12),(13),(23)之一,从而H有如下三种可能:
H={(1),(12)}
H={(1),(13)}
H={(1),(23)}
2)
若H为3阶群,则其三阶生成元必为(123),(132)之一,从而
H={(1),(123),(123)^2=(132)}
H={(1),(132),(132)^2=(123)}
(这两种情况是一样的)
综上,H共有四种可能,具体如上