Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Белоногов. Задачник по теории групп

.pdf
Скачиваний:
49
Добавлен:
25.03.2015
Размер:
1.35 Mб
Скачать

! % ) # %

G1, . . . , Gn E G 7 ! G

G1, . . . , Gn G = G1 × . . . × Gn G =

n

× Gi!

i=1

( Gi G " i {1, . . . , n}!

. G = G1 ◦ . . . ◦ Gn

L . ! G G1, . . . , Gn

. %/ ! " # : g G

g = g1 . . . gn! gi Gi! ! ! G1 . . . Gi−1 ∩Gi = 1

i {2, . . . , n} ! 4

, %! E # # :

G1, . . . , Gn E

G1, . . . , Gn #

(g1, . . . , gn)! gi G i {1, . . . , n}! $#H

(g1, . . . , gn)(g1, . . . , gn) = (g1g1, . . . , gngn),

! " # # # ( 0.

"

! E "

<

G1, . . . , Gn

 

×

 

×

 

n

 

" G1

. . .

Gn

i×

Gi! !

 

 

=1

"

! Gi E G1 × . . . × Gn A

!

G1׈ . . . ׈ Gn

$ (% 5.! (% 50! (% 55

A ! " #

$! C C vC

4%

5

G = G1

ˆ

ˆ

 

'

i {1, . . . , n}

 

 

×

. . . ×Gn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g → gˆ = (1, . . . , 1, g, 1, . . . , 1) (g Gi)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i−1

 

 

 

 

 

' ' Gi

 

 

 

 

ˆ

 

 

Gi}

 

G

 

#

gˆ

 

gˆ(i)'

Gi := {gˆ | g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g Gj j = i' ' '

$%

" # %06%06$'

! &

# 06%07' 06%08' 06%09$%

, G #$

& G1, . . . , Gn # : G1 . . . Gn$' G = G1, . . . , Gn[Gi, Gj ] = 1 i = j% - ' ' Gi ∩ Gj Z(G)% ; # % 06%<=$' G = A B

ˆ B%

A B > ϕ >

A1 Z(A) B1 Z(B)% ? N := {(a, ϕ(a)1) | a A1} A׈ B #06%@A$' ˆ B/N # "$

A B ϕ ϕ

A B # B A1 B1$

A ϕ B A ϕ B%

G = G1 × . . . × Gn. C πi : g = (g1, . . . , gn) → gi (g G) G Gi' Hπi

H G # $ H Gi

% .

% H G' Gi Gi'

G1, . . . , Gn. - 06%6=

' !

& %

G > ' H ≤ G g G%

0$ 5 a gH' o(a; H) = o(g; H)%

@$ 5 o(g; H) = n H = h1 × . . . × hm ' o(g) | o(hi) &

i (m ≥ 1)' gH a n '

' g, H = a × H%

* G

& & & & :

( )

G = a1 × . . . × am

(m N).

3 ( ) G

'

1 ≤ i ≤ m − 1

( )

|ai| |ai+1|

# G o(am)$%

G ( )

( ) G = b1 × . . . × bn

% ? m = n |ai| = |bi| & i%

* G' ! ( )

( )D

nk(G) k

G%

0$ nk(G)

! & G:

Z2 × Z4 , Z2 × Z2 × Z4 , Z3 × Z4 , Zp × Zp2 × Zp3 Zpm × Zpn ,

p > m, n N%

@$ E ' & 0$'

& %

E & & & A B

# & 06%F$: 0$ nk(A) = nk(B) & k N'

@$ A B%

! G > k &

m (k, m N)% C & &

m G%

" - G = Zp ×Zp3 ' p > '

p2'

G%

# l, m, n N%

0$ Zl Zm × Zn l = mn (m, n) = 1%

@$ Zm × Zn Zk × Zd' k = [m, n] d = (m, n)%

$ #?$ . ' n

' n &

%

Z+ × . . . × Z+

Z+ × . . . × Z+

m = n%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

n

 

 

A' B' C >

' A × C B × C% ? A B% #) % 06%7F%$

, Q+ & &

%

0$ 5 G = G1 × . . . × Gn >

G1, . . . , Gn

 

G

'

G G1

ˆ ˆ

 

 

 

 

 

× . . . ×Gn%

ˆ ˆ

@$ 5

 

 

 

ˆ

ˆ

 

'

ˆ

 

 

 

 

 

 

G = G1 × . . . × Gn Gi Gi &

 

G = G1×

. . . ×Gn

 

i {1, . . . , n}

% #

ˆ

 

 

 

 

 

 

Gi %$

G1, . . . , Gn > G%

0$ 5 G = G1 × . . . × Gn' & & i j Gi, Gj = Gi × Gj # ' ' gigj = gj gi & gi Gi gj Gj $%

@$

5 G = G1 . . . Gn Gi, Gj = Gi × Gj & & i

j' G = G1 × . . . × Gn D

 

σ > {1, . . . , n}.

0$

5 G = G1 × . . . × Gn' G1, . . . , Gn > G'

G = Gσ(1) × . . . × Gσ(n) %

 

@$

ˆ

ˆ

ˆ ˆ

 

G1× . . . ×Gn Gσ(1)

× . . . ×Gσ(n) %

! G = G1 × . . . × Gn% 0$ Z(G) = Z(G1) × . . . × Z(Gn)%

@$ G = G1 × . . . × Gn%

<$ 5 G '

Φ(G) = Φ(G1) × . . . × Φ(Gn)'

Op(G) = Op(G1) × . . . × Op(Gn) p%

" 0$ E & A, B, C G

:

$ G = (A × B) × C'

$ G = A × (B × C)'

$ G = A × B × C%

@$ E & A, B, C (A ×B) ×C A ×(B ×C) A ×B ×C%

# 0$ 5 G = A × B g = (a, b) (a A, b B)' CG(g) = CA(a) × CB (b)%

@$ 5 G = A × B, A ≤ G, B ≤ G g = ab G a A, b B'

CG(g) = CA(a) × CB (b)%

$ 5 A r & '

B > s & ' A×B

r · s & %

G = A × B, A1 A2 > A' B1 B2 >

B%

0$ (A1 × B1) (A2 × B2) = (A1 ∩ A2) × (B1 ∩ B2)% @$ A1 × B1, A2 × B2 = A1, A2 × B1, B2 .

<$ 5 A1 A B1 B' A1 × B1 A × B A × B/A1 × B1 A/A1 × B/B1%

G = A × B' A B >

π(A) ∩ π(B) = ' H ≤ G% 0$ H = (A ∩ H) × (B ∩ H).

@$ NG(H) = NA(A ∩ H) × NB (A ∩ H).

<$ A B > & G% 6$ Aut(G) Aut(A) × Aut(B)%

F$ 5 A s1 & # & n1

& A$' B s2 &

# & n2 & B$' A×B s1s2 &

# & n1n2 & A × B$%

7$ G = A × B

A, B π(A) ∩ π(B) = ' 0$HF$ %

G = G1 × . . . × Gn%

0$ 5 ϕ > X G, !

αi : X → Gi (i = 1, . . . , n) ' ϕ(x) = (α1(x), . . . , αn(x)) x X Ker (ϕ) = Ker (α1) ∩ . . . ∩ Ker (αn)%

@$ 5 γi Gi Hi i {1, . . . , n}'

γ: (g1, . . . , gn) (γ1(g1), . . . , γn(gn)) ((g1, . . . , gn) G)

G H = H1 × . . . × Hn

Ker (γ) = Ker (γ1) × . . . × Ker (γn)%

G = G1 × . . . × Gn%

0$ Aut (G) A' Aut (G1) × . . . × Aut (Gn)%

@$ 5 Gi & G & i {1, . . . , n}' Aut (G)

Aut (G1) × . . . × Aut (Gn)%

<$ 5 G1 = . . . = Gn' Aut(H) S '

S Sn S, A = A S%

G

= A × A' A > % A1 :=

{(a, 1) | a A} A2

:= {(1, a) | a A} # G = A1 × A2$%

0$ E ϕ Aut(A) Mϕ := {(a, ϕ(a)) | a A}

G G = A1 × Mϕ = A2 × Mϕ%

@$ * K G ' G = A1 ×K = A2 ×K

Mϕ ϕ Aut(A)%

G = A×B' A1 ≤ A' B1 ≤ B' |A1| = |B1| ϕ >

A1 B1%

Mϕ := {(a1, ϕ(a1)) | a1 A1}.

0$ Mϕ ≤ G ϕ > %

@$ Mϕ G ϕ > ' A1 ≤ Z(A) B1 ≤ Z(B)%

<$ 5 Mϕ G' G/Mϕ &

' & A B' ' >

G G/Mϕ'

 

ˆ

 

 

ˆ ' ˆ

 

 

' ˆ

 

 

' ˆ

ˆ

ˆ

 

ˆ

 

ˆ

ˆ

ˆ

 

 

G = A

B

A

A

B

 

B A

B = A1

= B1

A1' A

/A

B

 

A/A '

Bˆ /Aˆ

Bˆ

 

 

B/B I

(a , 1) = (1, ϕ(a )1)

 

 

 

 

1

 

 

 

 

ˆ

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

1

&

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

ˆ

 

 

 

 

 

a1 A1% #J X := {(x, 1) | x X}

 

 

X

Y := {(1, y) | y Y }

Y B%$

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! #K$

G = A × B, A1 ≤ Z(A), B1 ≤ Z(B), A1 B1 ϕ

> A1 B1 %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nϕ := {(a1, ϕ(a1 1) | a1 A1}.

? Nϕ G > G G/Nϕ'

<$ !

(a1, 1) = (1, ϕ(a1)) %

#) ' G ϕ

A B' : G = A ϕ B%$

" G1, . . . , Gn > G% 3

ˆ ˆ

#

ˆ

ˆ

 

= G1

× . . . × Gn 06%06$

D := G1× . . . ×Gn

 

π := (D → G | (g1, . . . , gn) → g1 . . . gn).

ˆ

0$ π(Gi) = Gi%

@$ π [Gi, Gj ] = 1 & i, j i = j% <$ π(D) = G G = G1 . . . Gn%

# ! :

#0$ π D G # ' ' G D/Ker (π)$I

#@$ !

γ

 

D

 

G

'

ˆ

ˆ

 

 

 

 

 

γ(Gi) = Gi

&

i {1, . . . , n}

I

 

 

 

 

Ker (γ) ∩ Gi = 1

 

 

 

 

 

 

#<$ G = G1 . . . Gn%

$ 5 G = A B' A, B ≤ G' A ∩B Z(G) G A ϕ B'

ϕ > A ∩ B %

A' B G > % 3 :

 

#0$

˜

˜

> #$

 

 

G = A

B

 

˜

˜

˜

 

˜

A

B' A

A B BI

#@$ G A ϕ B > # "$ A B ϕ Z(A)

Z(B)

ˆ

#<$ ) ! γ A ×B G ' Ker(γ)

ˆ%

A

= 1 = Ker(γ) ∩ B

A B > ϕ >

A1 Z(A) B1 Z(B)% 0$ A ϕ B B ϕ1 A.

@$ 5 A ' A ϕ B A B1 = B.

<$ 5 A B ψ >

A1 B1' A ψ B A ϕ B.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G = Zpk

 

ϕ Zpl , p > '

{

k, l

}

N, ϕ >

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pn

& %

 

 

 

 

 

 

 

 

? G Zpk × Zpl−n , k ≥ l%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gi = A ϕi B (i = 1, 2),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A = a p3 × x p2 ,

 

B = b p3 × y p2 ,

 

 

 

 

A1 = a1 p × x1 p ,

 

B1 = b1 p × y1 p

 

 

 

 

p2

, x1 = x

p

, b1

= b

p2

 

p

),

 

 

#p > ' a1 = a

 

 

, y1 = y

 

 

 

ϕ1 : a1 → b1, x1 → y1,

ϕ2 : a1 → y1, x1 → b1,

?

G1 Zp3 × Zp2 × Zp2 × Zp. G2 Zp3 × Zp3 × Zp × Zp.

A B > ' A1 ≤ Z(A)' B1 ≤ Z(B) A1 B1% ' A1

A # B1

B$% ?

Aϕ B A ψ (B)

& ϕ ψ A1 B1%

G1, . . . , Gn > ' Zi ≤ Z(Gi) Zi Z1 &

i {1, . . . , n}% ? ! H = H1 . . . Hn' Hi ≤ H'

n

 

βi

 

βi Gi

 

Hi #i {1, . . . , n}$ ' Hi Hj =

k

 

 

 

 

}

 

 

 

 

 

{

 

 

Hk = Zi

& i, j

 

1, . . . , n

 

i = j%

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

!

G = A B H = C D >

'

A C Z4m (m N), B D8, D Q8 |A ∩ B| = |C ∩ D| = 2.

? G H%

" G = A ×B, A ≤ G, B ≤ G H ≤ G% 5

HA # $ A'

H∩ A A%

# H > A B # % % H >

A × B' A B A

B

' $%

 

ˆ

| x X}

 

X A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%

X := {(x, 1)

 

 

ˆ

 

 

{(1, y) | y Y }

Y

B

 

 

 

 

 

Y :=

 

 

 

 

 

 

 

 

0$ ) ! # $ A0 A B0

 

B

'

 

 

ˆ

ˆ

 

 

H

ˆ ˆ

 

 

 

 

 

 

 

 

H ∩ A = A0

 

 

∩ B = B0 %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ˆ

 

ˆ

A × B.

 

 

 

 

 

@$ A0 A, B0 A A0 × B0

 

 

 

 

 

<$

ˆ

B

 

 

ˆ

A

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H/A0

 

H/B0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6$

ˆ

ˆ

A/A0

B/B0 %

 

 

 

 

 

 

 

 

H/A0

× B0

 

 

 

 

 

F$ ) ! ψ A/A0 B/B0 '

H = {(a, b) A × B | (aA0)ψ = bB0}.

7$ |H| = |A||B0| = |A0||B|%

$ A B >

A/A0 B/B0% ? ψ A/A0 B/B0

 

Hψ := {(a, b) A × B | (aA0)ψ = bB0}

 

 

 

A

 

B

%

 

ˆ ˆ

, Hψ

ˆ ˆ

 

 

 

 

Hψ ∩A = A0

& 06%<9% * '

ˆ

ˆ

A/A0%

B = B0

 

 

 

 

 

Hψ/A0

× B0

#, Hψ ψ A B # B A/A1 B/B1$%$

G > ψ Zpk Zpl , p >

' {k, l} N, ψ >

pn & % ? G Zpk × Zpl−n , k ≥ l%

L A B &

&:

$ A = Z4, B = Z2I

$ A = Z4, B = Z6I

$ A B > & I

$ A = Z9, B = D6I

$ A = Z4, B = Z2 × Z2%

5 M N > G' G/M ∩ N G/M G/N %

G = ABC' A, B, C > G'

N = AB ∩ AC ∩ BC% ?

G/N = AN/N × BN/N × CN/N.

G = Gi | i I , Gi ≤ G I = {1, . . . , n}.

Ni = GG | j I \ {i} i I N = ∩ Ni% ?

j i I

n

G/N = × GiN/N.

i=1