群、子群与陪集
群的定义
- 半群:设
是一个代数系统,若 是可结合的,则称 是一个半群。 - 独异点:设
是一个半群,若 中存在单位元 ,则称 是一个含幺半群,也称为独异点。 - 群:设
独异点,若 中任意元素 都有逆元,则称 是一个群,通常将群记作 。
实例:
是半群 是含幺半群 是群 - Klein 四元群
,满足交换律,每个元素都是自己的逆元, 中任意两个元素的运算结果都是第三个元素。
有关群的术语与性质
有限群:群
是有限集。 群的阶:群
的基数称为 的阶,记作 。 平凡群:只有一个元素的群。(即只含单位元的群)
阿贝尔群:满足交换律的群,也称为交换群。
元素的幂:设
,定义 为: 元素的阶:设
,若存在最小的正整数 使得 ,则称 为 的阶,称 为 阶元,若不存在这样的 ,称 为无限阶元。 是 阶元
幂运算的性质
阶的性质
消去律
设群
- 若
,则 - 故
中阶大于 的元素要成对出现。
无零元
若
子群与群的陪集分解
子群
设
对任何群
子群的判定
- 使用定义验证:
,且 是有穷的,
生成子群
设
由子集生成的子群
中心
称
子群的并和交
设
是 的子群 当且仅当 或 时是 的子群
子群格
则偏序集
陪集
有
称为 的右陪集 称为 的左陪集
下面主要讨论右陪集。
陪集的性质
定义等价关系
,即
- 正规子群:若
是 的子群,且 ,则称 是 的正规子群,也称 不变子群。
Lagrange 定理
设
其中
推论
- 对有限群
, - 对于阶是素数的群,其子群只有平凡子群和本身,即