群是一种只有一个运算的、比较简单的代数结构;是可用来建立许多其他代数系统的一种基本结构。如果群G的非空子集合H对于G的运算也成一个群,那么H称为G的子群。
概念介绍
特征子群(characteristic subgroup)是一类特殊的正规子群。指在群的自同构作用下不变的子群。设H是群G的一个子群,若H在群G的任意一个自同构作用下不变,即对任意的σ∈Aut(G),σ(H)≤H,则称H是G的特征子群,常记为H char G;又若H在G的任一自同态下的像仍属于H,则称H为G的全不变子群。全不变子群是特征子群,特征子群是正规子群;但反之不一定对。例如,群G的中心是G的特征子群,但通常不是G的全不变子群。
群
群是一种只有一个运算的、比较简单的代数结构;是可用来建立许多其他代数系统的一种基本结构。
设G为一个非空集合,a、b、c为它的任意元素。如果对G所定义的一种代数运算“·”(称为“乘法”,运算结果称为“乘积”)满足:
(1)封闭性,a·b∈G;
(2)结合律,即(a·b)c = a·(b·c);
(3)对G中任意元素a、b,在G中存在惟一的元素x,y,使得a·x= b,y·a=b,则称G对于所定义的运算“·”构成一个群。例如,所有不等于零的实数,关于通常的乘法构成一个群;时针转动(关于模12加法),构成一个群。
群是数学最重要的概念之一,已渗透到现代数学的所有分支及其他学科中。凡是涉及对称,就存在群。例如,可以用研究图形在变换群下保持不变的性质,来定义各种几何学,即利用变换群对几何学进行分类。可以说,不了解群,就不可能理解现代数学。
1770年,
拉格朗日在讨论
代数方程根之间的置换时,首先引入群的概念,而它的名称,是
伽罗华在1830年首先提出的。
子群
如果群G的非空子集合H对于G的运算也成一个群,那么H称为G的子群。
群的特殊的
非空子集。群G的非空子集H,若对G的乘法也成为群,则称H为G的子群,记为H≤G。若子群H≠G,则称H为G的真子群,记为HG或简记为H
充分必要条件是:对任意的a,b∈H,恒有ab∈H。若{Hi|i∈I}是G的子群的集合,I是一个指标集,则所有Hi的交Hi是G的一个子群。正规子群
正规子群亦称不变子群。是一类重要的子群。在共轭作用下不变的子群。设H是群G的一个子群,若对任意的x∈G有Hx=xH,则称H是G的一个正规子群,记为HG。子群H是G的正规子群的充分必要条件是对于任意的h∈H,x∈G,有xhx∈H.{e}和G是G的两个正规子群,称为G的平凡正规子群。
同构
同构是指两个数学系统(例如两个代数系统),当它们的元素及各自所定义的运算一一对应,并且运算结果也保持一一对应,则称这两个系统同构,记为≌。它们对于所定义的运算,具有相同的结构。例如,十进制数与二进制数是同构的。
建立同构关系的映射,称为同构映射。例如,当映射为一一映射,并且对应元素关于运算保持对应时,就是同构映射。
同构是数学中最重要的概念之一。在很多情况,一个难题往往可以化成另一个同构的、似乎与它不相关的、已经解决的问题,从而使原问题方便地得到解决。虽然数学发展得越来越复杂,但利用同构概念,不仅使数学得到简化,而且使数学变得越来越统一。表面上似乎不同,但本质上等价的结果,可以用统一的形式表达出来。例如,如果四色定理得到了证明,其他数学分支中与它同构的几十个假设,也同时得到了证明。