抽象代數學習筆記(6)群與子群

2021-09-30 14:04:37 字數 1336 閱讀 9052

前面的幾篇文章介紹了抽象代數的基礎,現在可以接觸一種基本的代數結構—群。之前說過,代數結構就是在乙個集合上定義乙個運算。群也是如此,只是,群需要滿足一些要求。

乙個集合

g 以及定義在這個集合上的運算*滿足下列條件:

* 運算*滿足結合律;

* 運算*有乙個單位元e;

* 集合

g 中的每乙個元素在運算* 有逆元,即

g中任意元素

g ,有g−

1使得 g∗

g−1=

g−1∗

g=e

這樣,元素g和定義在g上的運算* 構成了乙個群,記作 (g

,∗) ,有時簡稱

g 是乙個群。

我們接觸到的群的例子其實有很多,例如整數在代數加法下構成群,實數在代數乘法上構成群,等等。

群有一些性質,需要注意:

* 群中的單位元是唯一的

* 群上的運算滿足左右消去律

* 群上的運算不需要滿**換律,若滿**換律,則這個群是乙個交換群。為紀念天才數學家阿貝爾對群論做出的傑出貢獻,常稱交換群為阿貝爾群。

研究代數系統經常要研究它的子代數系統,群也是這樣,這就有了子群的概念。

(g

,∗)是個群,如果

g 的子集

h對於*也構成群,那麼稱 (h

,∗) 是 (g

,∗) 的子群。或者,簡單地說,

h 是

g的子群。

前面說到整數在代數加法下構成群,而偶數在代數加法下也構成群,那麼,偶數加法群是整數加法群的乙個子群。

子群也有一些性質,下面列一下:

* 子群的單位元等於群的單位元 * g

是乙個群,

g的任意乙個子群族的交集仍然是

g 的子群 * h

,k是g

的子群,如果h,

k的並集也是

g 的子群,那麼h⊆

k或者k⊆

h 。

這些性質的證明很簡單,有興趣的可以試一下。

這裡提乙個比較重要的概念,生成子群

g 是個群,

s為其一非空子集合,

j 為

g的所有包含

s 的子群的族,則稱子群 ⋂h

∈jh為

s 在

g中的生成子群。記作<

s >

之所以說生成子群重要,主要是因為生成子群的諸多應用,先記住上述概念,以後會在其他的例子中引用。

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