近世代数证明题
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第二章 群论近世代数习题第二章 第一组 1-13题;第二组 14-26题;第三组 27-39题;第四组 40-52题,最后提交时间为11月25日1、设G 是整数集,则G 对运算4++=b a b a是否构成群?2、设G 是正整数集,则G 对运算b a b a =是否构成群?3、证明:正整数对于普通乘法构成幺半群.4、证明:正整数对于普通加法构成半群,不含有左右单位元.5、G 是整数集,则G 对运算1=b a是否构成群?6、设b a ,是群G 中任意两元素. 证明:在G 中存在唯一元素x ,使得b axba =.7、设u 是群G 中任意取定的元素,证明:G 对新运算aub b a = 也作成群.8、证:在正有理数乘群中,除1外,其余元素阶数都是无限.9、证:在非零有理数乘群中,1的阶是1,-1的是2,其余元素阶数都是无限.10、设群G 中元素a 阶数是n ,则m n e a m |⇔=.11、设群G 中元素a 阶数是n ,则 ),(||n m n a m =.,其中k 为任意整数. 设(m,n )=d,m=dk,n=dl,(k,l)=1. 则(a^m)^l=a^(ml)=a^(kdl)=(a^(n))^k=e. 设(a^m )^s=e,,即a^(ms)=e,所以n|ms,则l|ks,又因为(l,k)=1,所以l|s,即a^m 的阶数为l.12、证明:在一个有限群中,阶数大于2的元素个数一定是偶数.13、设G 为群,且n G 2||=,则G 中阶数等于2的一定是奇数.14、证明:如果群G 中每个元素都满足e x =2,则G 是交换群.对每个x ,从x^2=e 可得x=x^(-1),对于G 中任一元x ,y ,由于(xy )^2=e ,所以xy=(xy )^(-1)=y^(-1)*x(-1)=yx.或者 :(ab)(ba)=a(bb)a=aea=aa=e ,故(ab)的逆为ba ,又(ab)(ab)=e ,这是因为ab 看成G 中元素,元素的平方等于e. 由逆元的唯一性,知道ab=ba 15、证明:n 阶群中元素阶数都不大于n .16、证明:p 阶群中有1-p 个p 阶元素,p 为素数.17、设群G 中元素a 阶数是n ,则)(|t s n a a ts -⇔=.18、群G 的任意子群交仍是子群.19、设G 为群,G b a ∈,,证明:a a babbab k k =⇔=--11)(.20、证明:交换群中所有有限阶元素构成子群.21、证明:任何群都不能是两个真子群的并. 证明:任何群都不能是两个真子群的并. 可以用反证法,设G=HUK ,H 、K 均为真子群,存在a,b\in G, a\not\in H,b\not\in K ,从而a\in K, b\in H. ab\in G, 则ab\in H 或ab\in K. 若ab\in H 得出矛盾,ab\in K ,也可得出矛盾.22、设G 为群,H a a G a G H n m ∈∈≤,,,,证明:若1),(=n m ,则H a ∈.23、证明:整数加群是无限循环群.24、证明:n 次单位根群为n 阶循环群.25、证明:循环群的子群仍是循环群.26、设>=<a G 为6阶循环群,给出它的所有生成元及所有子群.27、求模18的剩余类加群(Z 18,+,[0])的所有子群及这些子群的生成元.28、设群G 是24阶群,G 中元素a 的阶是6,则元素a 2的阶为?28、解: 在群G 中,对于ㄧa ㄧ=n ,a^r ∈G ,有ㄧa^r ㄧ=n/(n ,r ),所以由 ㄧa ㄧ=6 可得:ㄧa^2ㄧ=6/(6,2)=3.29、设H 1和H 2分别是群(G , ,e )的子群,并且| H 1 |=m ,| H 2 | =n ,m 、n 有限,(m ,n )=1,试证:H 1∩H 2={e }.30、设群中元素a 的阶数为无限,证明:t s a a ts ±=>⇔>=<<.31、设群中元素a 的阶数为n ,证明:),(),(n t n s a a t s =>⇔>=<<.32、设G 是交换群,e 是G 的单位元,n 是正整数,},,|{e a G a a H n =∈=问:H 是否是G 的子群?为什么?32解:H 是G 的子群. 下证:① 由e ∈H ,故H 为非空子集;②对于任意a ,b ∈H ,a^n=e ,b^n=e ,故[b^(-1)]^n=e ,因为G 是交换群,所以有:(a^n)* ﹛[b^(-1)]^n ﹜=aa ···a*[b^(-1)] [b^(-1)]···[b^(-1)]= ﹛a[b^(-1)] ﹜^n=e ,从而a[b^(-1)] ∈H ,故 H 是G 的子群. 证毕.(注:刚才a 和[b^(-1)]展开均为n 个相乘)33、设群G 中两元素满足1|)||,(|,==b a ba ab ,证明:>>=<<ab b a ,. 34、证明:⎭⎬⎫⎩⎨⎧ ,!1,,21,1n 是有理数加群的一个生成系. 35、设b a ,是群G 的两个元,,ba ab =a 的阶是m ,b 的阶是n ,n m ,有限且)(),(,1),(b K a H n m ===,求K H 36、设S 3是3次对称群,a=(123)∈S 3.(1) 写出H =< a>的所有元素.(2) 计算H 的所有左陪集和所有右陪集.(3) 判断H 是否是S3的不变子群,并说明理由.37、在5次对称群S 5中,求(12)(145),(4521)-1以及(354)的阶数.37、解: (12)(145)的阶数为[2,3]=6 ; (4521)-1的阶数为4 ; (354)的阶数为3.38、设G 是一交换群,n 是一正整数,H 是G 中所有阶数是n 的因数的元素的集合. 试问:H 是否是G 的子群?为什么?39、设1||>M ,证明:M 的全体变换作成一个没有单位元的半群.40、设1||>M ,证明:M 的全体非双射变换关于变换的乘法不作成群.41、证明:不相连的循环相乘可以交换.42、将3S 所有元素用循环表示.43、将4S 所有元素用循环乘积表示.(1)(12), (13),(14),(23),(24),(34)(123),(124),(134),(132),(142),(143),(234),(243)(1234),(1243),(1324),(1342),(1423),(1432),(12)(34),(13)(24),(14)(23)44、3S 中不能同)123(交换的所有元素.45、写出5S 中阶数等于2的所有元素.46、置换δ与其逆1-δ具有相同的奇偶性.置换\delta=\delta_1\delta_2\cdots\delta_s,\delta_i 为对换,又因为(\delta_1\delta_2\cdots\delta_s )(\delta_s\delta_(s-1)\cdots\delta_1)=(1),从而得到\delta^{-1},进而得证结果.47、求下列置换的阶数)48)(3172(;)26)(5172(;⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛641523123456. 48、设H ={(1),(123),(132)}是对称群S3的子群,写出H 的所有左陪集和所有右陪集,问H 是否是S3的不变子群?为什么?49、给出4S 的所有子群.50、证明:无限循环群的非e 子群指数均有限.H\not={e},H=(a^s)为G 的子群,其中s 为H 中所含元素的指数最小正整数. 证明G=a^0HUaHU\cdotsUa^{s-1}H,且a^iH 与a^jH 煤油交集,i\not=j.51、设G 是整数集,规定3-+=b a b a ,证明:G 关于此运算构成群,并求出单位元.52、证明:指数是2的子群必是正规子群.53、证明:素数阶群是循环单群.54、设>=<a N 是群G 的一个正规子群,若N H ≤,则H 也是G 的正规子群.55、证明:若群G 的n 阶子群有且仅有一个,则此子群必为G 的正规子群.56、四次对称群4S 关于Klein 四元群4K 的商群44/K S 与3S 同构.57、证明:群中子群的共轭关系是一个等价关系.58、证明:n S 的所有对换构成一个共轭类.59、写出3S 的所有Sylow p -子群.60、证明:15阶群都是循环群.61、证明:200阶群不是单群.62、证明:196阶群必有一个阶数大于1的Sylow 子群,此子群为正规子群.28、解: 在群G 中,对于ㄧa ㄧ=n ,a^r ∈G ,有ㄧa^r ㄧ=n/(n ,r ),所以由 ㄧa ㄧ=6 可得:ㄧa^2ㄧ=6/(6,2)=3.32解:H 是G 的子群. 下证:① 由e ∈H ,故H 为非空子集;②对于任意a ,b ∈H ,a^n=e ,b^n=e ,故[b^(-1)]^n=e ,因为G 是交换群,所以有:(a^n)* ﹛[b^(-1)]^n ﹜=aa ···a*[b^(-1)] [b^(-1)]···[b^(-1)]= ﹛a[b^(-1)] ﹜^n=e ,从而a[b^(-1)] ∈H ,故 H 是G 的子群. 证毕.(注:刚才a 和[b^(-1)]展开均为n 个相乘)37、解: (12)(145)的阶数为6 ; (4521)-1的阶数为4 ;(354)的阶数为3.。
<近世代数复习题>一、定义描述(8’)1、群:设G是一个非空集合,是它的一个代数运算。
如果满足以下条件:(1)结合律成立,即对G中任意元素a,b,c都有(a b)c = a (b c).(2)G中有元素e.叫做G的左单位元,它对G中每个元素a都有e a = a .(3)对G中每个元素a,在G中都有元素a-1,叫做a的左逆元,使a-1 a = e .则称G对代数运算做成一个群。
2、正规子群:设N是群G的一个子群,如果对G中每个元素a都有aN=Na,即aNa-1=N ,则称N是群G的一个正规子群(或不变子群)。
3、环:设非空集合R有两个代数运算,一个叫做加法并用加号+ 表示,另一个叫做乘法用乘号表示,如果:(1)R对加法作成一个加群;(2)R对乘法满足结合律:(ab)c = a(bc);(3)乘法对加法满足左右分配率:a(b+c)= ab + ac ,(b+c)a = ba + ca .其中a,b,c为R中任意元素,则称R对这两个代数运算作成一个环。
4、极大理想:设N是环R的一个理想,且N≠R .如果除R和N外,R中没有包含N的其它理想,则称N为环R的一个极大理想。
5、惟一分解整环:设K是有单位元的整环。
如果K中每个既不是零又不是单位的元素都能惟一分解,则称K为惟一分解整环。
整数环Z及域F上多项式环F[ x ]都是惟一分解整环。
6、欧氏环:设K是一个有单位元的整环,如果(1)有一个从K的非零元集K – { 0}到非负整数集的映射ψ存在;(2)这个ψ对K中任意元素a及b≠0,在K中有元素q,r使a=bq + r,r=0或ψ(r)<ψ(b),则称R关于ψ作成一个欧氏环。
-------------7、素理想:设R是一个交换环,P ◁R .如果ab∈P => a∈P或b∈P,其中a,b∈R,则称P是R的一个素理想。
显然,环R本身是R的一个素理想;又零理想{ 0}是R的素理想当且仅当R无零因子,亦即R是一个整环。
个代数运算以定义个元素的集合上总共可、含有 n n 12n ( ) )(群。
能作成对运算集合、由全体正整数作成的 a b a G 2b =3、循环群的子群仍是循环群。
( )4.正规子群的左陪集也一定是一个右陪集。
( )5.任何群G 都与其商群G/N 同态。
( ) 13123321 61)(、=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛- ( ) 也是循环群是循环群,则,若是两个群且与、设G G G ~G G G 78.整数环Z 的每个理想不一定是主理想。
( )9.设环R 有单位元且每个非零元素都有逆元,若 | R |>1,则R 一定是体。
( )10.无零因子的交换环不一定是整环。
( )11.环R 中所含元素的个数叫环R 的特征。
( )2、什么是理想?3什么是体? 的行列式。
是矩阵其中同态映射,且是满射,的一个到是:普通乘法,证明:,代数运算是数的;再令运算是方阵的普通乘法数阶方阵作成的集合,代上全体是数域分)令三、(A |A | M M |A |A F M n F M 15−→−ϕ=四、(15分)设G 是一个群,且H ≤G ,K ≤G ,证明:H 与K 的交集是G 的一个子群。
五、(15分)设N 是群G 的任一正规子群,证明:G ~ G/N6、(15分)写出三次对称群S 3={(1),(12),(13),(23),(123),(132)}关于子群H={(1),(23)}的所有左陪集和所有右陪集。
一、判断题。
!个双射变换个元素的任意集合共有、含有 n n 12.在模8剩余类环Z 8中{}6,4,2,0 2>=<是一个极大理想。
( )4.整数环Z 的每个理想都是主理想。
( )二、单项选择题(每小题2分,共10分)1、关于半群的说法不正确的是: ( )(A )半群是带有一个代数运算的代数系统;(B) 半群的乘法一定适合结合律;(C) 半群的乘法不一定适合交换律;(D) 半群中一定有单位元。
2、设G 是一个群,H 是G 的一个非空子集,则H ≤G 的充要条件是 ( )(A ) H ab H b ,a ∈⇒∈ (B) H a H a 1∈⇒∈-(C)H ab H b ,a 1∈⇒∈- (D) H b a H b ,a ∈+⇒∈ 3、设R 是一个环,下面说法不正确的是 ( )(A )R 中若有零因子,则一定既有左零因子也有右零因子;(B) R 中若无零因子,则一定既无左零因子也无右零因子;(C) 一个环一定有零因子;(D) R 中若有左零因子也一定有右零因子。
§1 第一章 基础知识1 判断题:1.1 设A 与B 都是非空集合,那么{}B A x x B A ∈∈=⋃x 且。
( )1.2 A ×B = B ×A ( )1.3 只要f 是A 到A 的一一映射,那么必有唯一的逆映射1-f。
( ) 1.4 如果ϕ是A 到A 的一一映射,则ϕ[ϕ(a)]=a 。
( )1.5 集合A 到B 的可逆映射一定是A 到B 的双射。
( )1.6 设A 、B 、D 都是非空集合,则B A ⨯到D 的每个映射都叫作二元运算。
( )1.7 在整数集Z 上,定义“ ”:a b=ab(a,b ∈Z),则“ ”是Z 的一个二元运算。
( )1.8 整数的整除关系是Z 的一个等价关系。
( )2填空题:2.1 若A={0,1} , 则A A= __________________________________。
2.2 设A = {1,2},B = {a ,b},则A ×B =_________________。
2.3 设={1,2,3} B={a,b},则A ⨯B=_______。
2.4 设A={1,2}, 则A A=_____________________。
2.5 设集合{}1,0,1-=A ;{}2,1=B ,则有=⨯A B 。
2.6 如果f 是A 与A 间的一一映射,a 是A 的一个元,则()[]=-a f f 1 。
2.7 设A ={a 1, a 2,…a 8},则A 上不同的二元运算共有 个。
2.8 设A 、B 是集合,| A |=| B |=3,则共可定义 个从A 到B 的映射,其中有 个单射,有 个满射,有 个双射。
2.9 设A 是n 元集,B 是m 元集,那么A 到B 的映射共有____________个.2.10 设A={a,b,c},则A 到A 的一一映射共有__________个.2.11 设A={a,b,c,d,e},则A 的一一变换共有______个.2.12 集合A 的元间的关系~叫做等价关系,如果~适合下列三个条件:_____________________________________________。
近世代数证明题work Information Technology Company.2020YEAR证明题1、设G 是群,a ∈G ,令C G (a )= {x |x ∈G ,xa = ax },证明:C G (a )≤G2、设G ~ G ,H ≤G ,H = {x | x ∈G ,f (x )∈ H }。
证明:H /Kerf ≌H .3、证明:模m 的剩余类环Zm 的每一个理想都是主理想。
4、设R = ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛c o b a ,a ,b ,c ∈Z ,I = ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛o o x o x ∈Z 。
(1)验证R 是矩阵环Z 2×2的一个子环。
(2)证明I 是R 的一个理想。
5、设G 是群,u 是G 的一个固定元,定义“o ”:aob = a u 2 b (a ,b ∈G ),证明(G ,o )构成一个群.6、设R 为主理想整环,I 是R 的一个理想,证明R /I 是域⇔I 是由R 的一个素元生成的主理想.7、证明:模m 的剩余类环Zm 的每个子环都是理想.8、设G 是群,H ≤G 。
令N G (H ) = {x | x ∈G ,xH = Hx }.C G (H )= { x | x ∈G ,∀h ∈H ,hx = xh }.证明:(1)N G (H )≤G (2)C G (H )△N G (H )9、证明数域F = {a +b 7|a ,b ∈Q}的自同构群是一个2阶循环群.10、设R 是主理想环,I = (a )是R 的极大理想,ε是R 的单位,证明:εa 是R 的一个素元.11、设G 与G 是两个群,G ~ G ,K = Kerf ,H ≤G ,令H = {x |x ∈G ,f (x ) ∈H },证明:H ≤G 且H /K ≌H .12、在多项式环Z [x ]中,证明:(1)(3,x )= {3a 0+a 1x +…+a n x n |a i ∈Z }.(2)Z [x ]/(3,x )含3个元素.13、设H 是群G 的子群,令N G (H )={x |x G , xH =Hx },证明N G (H)是G 的子群.14、在整数环Z 中, a, b Z,证明(a, b )是Z 的极大理想的充要条件是a , b 的最大公因数是一个素数。
第一章 基本概念1、设B A ,是两个有限集,证明:||||||||B A B A B A +=+ .2、设Y X ,都是有理数集,证明:法则b a ab + :δ 不是X 到Y 的映射.3、设},3,2,1{ =X ,Y 是有理数集,证明:法则2:x x δ是X 到Y 的映射.4、设X 为数域F 上的全体n 维向量构成的集合,证明:法则121),,,(:a a a a n δ是X 到F 的映射.5、设},3,2,1{ =X ,},6,4,2{ =Y ,证明:法则x x 2: δ是X 到Y 的双射.6、设X 为数域F 上的全体n 阶方阵作成的集合,},2,1,0{ =Y ,用)(A r 表示矩阵A 的秩,证明:法则)(:A r A δ是X 到Y 的满射,但不是单射.7、设Y X ,是两个有限集且||||Y X =,则X 到Y 的映射δ是满设当且仅当δ是单射.8、设},3,2,1{ =X ,证明:法则2:x x δ是X 到Y 的单射,但不是满射.9、证明:具有n 个元素的集合共可构成!n 个双射.10、判断法则b a b a +=是不是整数集的代数运算.11、判断法则1+=ab b a是不是整数集的代数运算.12、判断法则B A B A ||=是不是数域F 上的全体n 阶方阵的集合的代数运算.13、设M 是自然数集合,则M 的代数运算1+=ab b a 不满足结合律.14、变换的乘法满足结合律.15、设M 是实数集合,则M 的代数运算b a b a 32+= 是否满足结合律和交换律.16、设M 全校学生全体,规定b a aRb ,⇔同在一系.证明:这一关系是M 上的一个等价关系.17、求由等价关系)4(mod b a aRb ≡⇔所决定的整数集Z 的分类.18、设}10,6,4,2,1{=M ,规定b a aRb +⇔|4问:R 是不是M 上关系,是否满足反身性、对称性与传递性.19、设A 、B 是集合,| A |=3,| B |=2,则共可定义多少个从A 到B 的映射,其中 有多少个个单射,有多少个个满射,有多少个个双射.。
近 世 代 数 试 卷一、判断题(下列命题你认为正确的在题后括号内打“√”,错的打“×”;每小题1分,共10分)1、设A 与B 都是非空集合,那么{}B A x x B A ∈∈=⋃x 且。
( )2、设A 、B 、D 都是非空集合,则B A ⨯到D 的每个映射都叫作二元运算。
( )3、只要f 是A 到A 的一一映射,那么必有唯一的逆映射1-f 。
( )4、如果循环群()a G =中生成元a 的阶是无限的,则G 与整数加群同构。
( )5、如果群G 的子群H 是循环群,那么G 也是循环群。
( )6、群G 的子群H 是不变子群的充要条件为H Hg g H h G g ⊆∈∀∈∀-1;,。
( )7、如果环R 的阶2≥,那么R 的单位元01≠。
( )8、若环R 满足左消去律,那么R 必定没有右零因子。
( ) 9、)(x F 中满足条件0)(=αp 的多项式叫做元α在域F 上的极小多项式。
( )10、若域E 的特征是无限大,那么E 含有一个与()p Z 同构的子域,这里Z 是整数环,()p 是由素数p 生成的主理想。
( )二、单项选择题(从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案,并将其号码写在题干后面的括号内。
答案选错或未作选择者,该题无分。
每小题1分,共10分)1、设n A A A ,,,21 和D 都是非空集合,而f 是n A A A ⨯⨯⨯ 21到D 的一个映射,那么( )①集合D A A A n ,,,,21 中两两都不相同;②n A A A ,,,21 的次序不能调换; ③n A A A ⨯⨯⨯ 21中不同的元对应的象必不相同;④一个元()n a a a ,,,21 的象可以不唯一。
2、指出下列那些运算是二元运算( ) ①在整数集Z 上,ab b a b a += ; ②在有理数集Q 上,ab b a = ;③在正实数集+R 上,b a b a ln = ;④在集合{}0≥∈n Z n 上,b a b a -= 。
《近世代数》试卷1(时间120分钟)二、判断题(对打“√”,错打“×”,每小题2分,共20分)1. ()循环群的子群是循环子群。
2. ()满足左、右消去律的有单位元的半群是群。
3. ()存在一个4阶的非交换群。
4. ()素数阶的有限群G的任一子群都是G的不变子群。
5. ()无零因子环的特征不可能是2001。
6. ()无零因子环的同态象无零因子。
7. ()模97的剩余类环Z97是域。
8. ()在一个环中,若左消去律成立,则消去律成立。
9. ()域是唯一分解整环。
10. ()整除关系是整环R的元素间的一个等价关系。
一、填空题(共20分,第1、4、6小题各4分,其余每空2分)1. 设A、B是集合,| A |=3,| B |=2,则共可定义个从A到B的映射,其中有个单射,有个满射,有个双射。
2. 设群G是24阶群,G中元素a的阶是6,则元素a2的阶为,子群H=< a3>的在G中的指数是。
3. 设G=< a>是10阶循环群,则G的非平凡子群的个数是。
4. 在模12的剩余环R={[0], [1], ……, [11]}中,[5]+[10]=,[5]·[10]=,方程x2=[1]的所有根为。
5. 环Z6的全部零因子是。
6. 整环Z[√-3 ]不是唯一分解整环,因为它的元素α=在Z[√-3 ]中有两种本。
(共30分)1.设S3是3次对称群,a=(123)∈S3.(1)写出H=< a>的所有元素.(2)计算H的所有左陪集和所有右陪集.(3)判断H是否是S3的不变子群,并说明理由.2. 求模18的剩余类加群(Z18,+,[0])的所有子群及这些子群的生成元。
3. 在整数环Z中,求由2004,125生成的理想A=(2004,125)。
四、证明题(共30分)1.设G是一个阶为偶数的有限群,证明(1)G中阶大于2的元素的个数一定为偶数;(2)G中阶等于2的元素的个数一定为奇数。
近世代数练习题题库§1 第一章基础知识1 判断题:1.1 设A 与B 都是非空集合,那么{}B A x x B A ∈∈=?x 且。
()1.2 A ×B = B ×A ()1.3 只要f 是A 到A 的一一映射,那么必有唯一的逆映射1-f。
() 1.4 如果?是A 到A 的一一映射,则?[?(a)]=a 。
( )1.5 集合A 到B 的可逆映射一定是A 到B 的双射。
()1.6 设A 、B 、D 都是非空集合,则B A ?到D 的每个映射都叫作二元运算。
()1.7 在整数集Z 上,定义“”:ab=ab(a,b ∈Z),则“”是Z 的一个二元运算。
()1.8 整数的整除关系是Z 的一个等价关系。
( )2填空题:2.1 若A={0,1} , 则A ?A= __________________________________。
2.2 设A = {1,2},B = {a ,b},则A ×B =_________________。
2.3 设={1,2,3} B={a,b},则A ?B=_______。
2.4 设A={1,2}, 则A ?A=_____________________。
2.5 设集合{}1,0,1-=A ;{}2,1=B ,则有=?A B 。
2.6 如果f 是A 与A 间的一一映射,a 是A 的一个元,则()[]=-a ff 1 。
2.7 设A ={a 1, a 2,…a 8},则A 上不同的二元运算共有个。
2.8 设A 、B 是集合,| A |=| B |=3,则共可定义个从A 到B 的映射,其中有个单射,有个满射,有个双射。
2.9 设A 是n 元集,B 是m 元集,那么A 到B 的映射共有____________个.2.10 设A={a,b,c},则A 到A 的一一映射共有__________个.2.11 设A={a,b,c,d,e},则A 的一一变换共有______个.2.12 集合A 的元间的关系~叫做等价关系,如果~适合下列三个条件:_____________________________________________。
《近世代数》试卷1(时间120分钟)二、判断题(对打“√”,错打“×”,每小题2分,共20分)1. ()循环群的子群是循环子群。
2. ()满足左、右消去律的有单位元的半群是群。
3. ()存在一个4阶的非交换群。
4. ()素数阶的有限群G的任一子群都是G的不变子群。
5. ()无零因子环的特征不可能是2001。
6. ()无零因子环的同态象无零因子。
7. ()模97的剩余类环Z97是域。
8. ()在一个环中,若左消去律成立,则消去律成立。
9. ()域是唯一分解整环。
10. ()整除关系是整环R的元素间的一个等价关系。
一、填空题(共20分,第1、4、6小题各4分,其余每空2分)1. 设A、B是集合,| A |=3,| B |=2,则共可定义个从A到B的映射,其中有个单射,有个满射,有个双射。
2. 设群G是24阶群,G中元素a的阶是6,则元素a2的阶为,子群H=< a3>的在G中的指数是。
3. 设G=< a>是10阶循环群,则G的非平凡子群的个数是。
4. 在模12的剩余环R={[0], [1], ……, [11]}中,[5]+[10]=,[5]·[10]=,方程x2=[1]的所有根为。
5. 环Z6的全部零因子是。
6. 整环Z[√-3 ]不是唯一分解整环,因为它的元素α=在Z[√-3 ]中有两种本。
(共30分)1.设S3是3次对称群,a=(123)∈S3.(1)写出H=< a>的所有元素.(2)计算H的所有左陪集和所有右陪集.(3)判断H是否是S3的不变子群,并说明理由.2. 求模18的剩余类加群(Z18,+,[0])的所有子群及这些子群的生成元。
3. 在整数环Z中,求由2004,125生成的理想A=(2004,125)。
四、证明题(共30分)1.设G是一个阶为偶数的有限群,证明(1)G中阶大于2的元素的个数一定为偶数;(2)G中阶等于2的元素的个数一定为奇数。
第二章 群论近世代数习题第二章 第一组 1-13题;第二组 14-26题;第三组 27-39题;第四组 40-52题,最后提交时间为11月25日1、设G 是整数集,则G 对运算4++=b a b a是否构成群?2、设G 是正整数集,则G 对运算b a b a =是否构成群?3、证明:正整数对于普通乘法构成幺半群.4、证明:正整数对于普通加法构成半群,不含有左右单位元.5、G 是整数集,则G 对运算1=b a是否构成群?6、设b a ,是群G 中任意两元素. 证明:在G 中存在唯一元素x ,使得b axba =.7、设u 是群G 中任意取定的元素,证明:G 对新运算aub b a = 也作成群.8、证:在正有理数乘群中,除1外,其余元素阶数都是无限.9、证:在非零有理数乘群中,1的阶是1,-1的是2,其余元素阶数都是无限.10、设群G 中元素a 阶数是n ,则m n e a m |⇔=.11、设群G 中元素a 阶数是n ,则 ),(||n m n a m =.,其中k 为任意整数. 设(m,n )=d,m=dk,n=dl,(k,l)=1. 则(a^m)^l=a^(ml)=a^(kdl)=(a^(n))^k=e. 设(a^m )^s=e,,即a^(ms)=e,所以n|ms,则l|ks,又因为(l,k)=1,所以l|s,即a^m 的阶数为l.12、证明:在一个有限群中,阶数大于2的元素个数一定是偶数.13、设G 为群,且n G 2||=,则G 中阶数等于2的一定是奇数.14、证明:如果群G 中每个元素都满足e x =2,则G 是交换群.对每个x ,从x^2=e 可得x=x^(-1),对于G 中任一元x ,y ,由于(xy )^2=e ,所以xy=(xy )^(-1)=y^(-1)*x(-1)=yx.或者 :(ab)(ba)=a(bb)a=aea=aa=e ,故(ab)的逆为ba ,又(ab)(ab)=e ,这是因为ab 看成G 中元素,元素的平方等于e. 由逆元的唯一性,知道ab=ba 15、证明:n 阶群中元素阶数都不大于n .16、证明:p 阶群中有1-p 个p 阶元素,p 为素数.17、设群G 中元素a 阶数是n ,则)(|t s n a a ts -⇔=.18、群G 的任意子群交仍是子群.19、设G 为群,G b a ∈,,证明:a a babbab k k =⇔=--11)(.20、证明:交换群中所有有限阶元素构成子群.21、证明:任何群都不能是两个真子群的并. 证明:任何群都不能是两个真子群的并. 可以用反证法,设G=HUK ,H 、K 均为真子群,存在a,b\in G, a\not\in H,b\not\in K ,从而a\in K, b\in H. ab\in G, 则ab\in H 或ab\in K. 若ab\in H 得出矛盾,ab\in K ,也可得出矛盾.22、设G 为群,H a a G a G H n m ∈∈≤,,,,证明:若1),(=n m ,则H a ∈.23、证明:整数加群是无限循环群.24、证明:n 次单位根群为n 阶循环群.25、证明:循环群的子群仍是循环群.26、设>=<a G 为6阶循环群,给出它的所有生成元及所有子群.27、求模18的剩余类加群(Z 18,+,[0])的所有子群及这些子群的生成元.28、设群G 是24阶群,G 中元素a 的阶是6,则元素a 2的阶为?28、解: 在群G 中,对于ㄧa ㄧ=n ,a^r ∈G ,有ㄧa^r ㄧ=n/(n ,r ),所以由 ㄧa ㄧ=6 可得:ㄧa^2ㄧ=6/(6,2)=3.29、设H 1和H 2分别是群(G , ,e )的子群,并且| H 1 |=m ,| H 2 | =n ,m 、n 有限,(m ,n )=1,试证:H 1∩H 2={e }.30、设群中元素a 的阶数为无限,证明:t s a a ts ±=>⇔>=<<.31、设群中元素a 的阶数为n ,证明:),(),(n t n s a a t s =>⇔>=<<.32、设G 是交换群,e 是G 的单位元,n 是正整数,},,|{e a G a a H n =∈=问:H 是否是G 的子群?为什么?32解:H 是G 的子群. 下证:① 由e ∈H ,故H 为非空子集;②对于任意a ,b ∈H ,a^n=e ,b^n=e ,故[b^(-1)]^n=e ,因为G 是交换群,所以有:(a^n)* ﹛[b^(-1)]^n ﹜=aa ···a*[b^(-1)] [b^(-1)]···[b^(-1)]= ﹛a[b^(-1)] ﹜^n=e ,从而a[b^(-1)] ∈H ,故 H 是G 的子群. 证毕.(注:刚才a 和[b^(-1)]展开均为n 个相乘)33、设群G 中两元素满足1|)||,(|,==b a ba ab ,证明:>>=<<ab b a ,. 34、证明:⎭⎬⎫⎩⎨⎧ ,!1,,21,1n 是有理数加群的一个生成系. 35、设b a ,是群G 的两个元,,ba ab =a 的阶是m ,b 的阶是n ,n m ,有限且)(),(,1),(b K a H n m ===,求K H 36、设S 3是3次对称群,a=(123)∈S 3.(1) 写出H =< a>的所有元素.(2) 计算H 的所有左陪集和所有右陪集.(3) 判断H 是否是S3的不变子群,并说明理由.37、在5次对称群S 5中,求(12)(145),(4521)-1以及(354)的阶数.37、解: (12)(145)的阶数为[2,3]=6 ; (4521)-1的阶数为4 ; (354)的阶数为3.38、设G 是一交换群,n 是一正整数,H 是G 中所有阶数是n 的因数的元素的集合. 试问:H 是否是G 的子群?为什么?39、设1||>M ,证明:M 的全体变换作成一个没有单位元的半群.40、设1||>M ,证明:M 的全体非双射变换关于变换的乘法不作成群.41、证明:不相连的循环相乘可以交换.42、将3S 所有元素用循环表示.43、将4S 所有元素用循环乘积表示.(1)(12), (13),(14),(23),(24),(34)(123),(124),(134),(132),(142),(143),(234),(243)(1234),(1243),(1324),(1342),(1423),(1432),(12)(34),(13)(24),(14)(23)44、3S 中不能同)123(交换的所有元素.45、写出5S 中阶数等于2的所有元素.46、置换δ与其逆1-δ具有相同的奇偶性.置换\delta=\delta_1\delta_2\cdots\delta_s,\delta_i 为对换,又因为(\delta_1\delta_2\cdots\delta_s )(\delta_s\delta_(s-1)\cdots\delta_1)=(1),从而得到\delta^{-1},进而得证结果.47、求下列置换的阶数)48)(3172(;)26)(5172(;⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛641523123456. 48、设H ={(1),(123),(132)}是对称群S3的子群,写出H 的所有左陪集和所有右陪集,问H 是否是S3的不变子群?为什么?49、给出4S 的所有子群.50、证明:无限循环群的非e 子群指数均有限.H\not={e},H=(a^s)为G 的子群,其中s 为H 中所含元素的指数最小正整数. 证明G=a^0HUaHU\cdotsUa^{s-1}H,且a^iH 与a^jH 煤油交集,i\not=j.51、设G 是整数集,规定3-+=b a b a ,证明:G 关于此运算构成群,并求出单位元.52、证明:指数是2的子群必是正规子群.53、证明:素数阶群是循环单群.54、设>=<a N 是群G 的一个正规子群,若N H ≤,则H 也是G 的正规子群.55、证明:若群G 的n 阶子群有且仅有一个,则此子群必为G 的正规子群.56、四次对称群4S 关于Klein 四元群4K 的商群44/K S 与3S 同构.57、证明:群中子群的共轭关系是一个等价关系.58、证明:n S 的所有对换构成一个共轭类.59、写出3S 的所有Sylow p -子群.60、证明:15阶群都是循环群.61、证明:200阶群不是单群.62、证明:196阶群必有一个阶数大于1的Sylow 子群,此子群为正规子群.28、解: 在群G 中,对于ㄧa ㄧ=n ,a^r ∈G ,有ㄧa^r ㄧ=n/(n ,r ),所以由 ㄧa ㄧ=6 可得:ㄧa^2ㄧ=6/(6,2)=3.32解:H 是G 的子群. 下证:① 由e ∈H ,故H 为非空子集;②对于任意a ,b ∈H ,a^n=e ,b^n=e ,故[b^(-1)]^n=e ,因为G 是交换群,所以有:(a^n)* ﹛[b^(-1)]^n ﹜=aa ···a*[b^(-1)] [b^(-1)]···[b^(-1)]= ﹛a[b^(-1)] ﹜^n=e ,从而a[b^(-1)] ∈H ,故 H 是G 的子群. 证毕.(注:刚才a 和[b^(-1)]展开均为n 个相乘)37、解: (12)(145)的阶数为6 ; (4521)-1的阶数为4 ;(354)的阶数为3.。
多所高校近世代数题库及部分答案一、(2011年近世代数)判断题(下列命题你认为正确的在题后括号内打“√”,错的打“×”;每小题1分,共10分)1、设A 与B 都是非空集合,那么{}B A x x B A ∈∈=⋃x 且。
( × )2、设A 、B 、D 都是非空集合,则B A ⨯到D 的每个映射都叫作二元运算。
(× )3、只要f 是A 到A 的一一映射,那么必有唯一的逆映射1-f 。
(√ )4、如果循环群()a G =中生成元a 的阶是无限的,则G 与整数加群同构。
(√ )5、如果群G 的子群H 是循环群,那么G 也是循环群。
( × )6、近世代数中,群G 的子群H 是不变子群的充要条件为H Hg g H h G g ⊆∈∀∈∀-1;,。
( √ )7、如果环R 的阶2≥,那么R 的单位元01≠。
(√ )8、若环R 满足左消去律,那么R 必定没有右零因子。
(√ ) 9、)(x F 中满足条件0)(=αp 的多项式叫做元α在域F 上的极小多项式。
(× )10、若域E 的特征是无限大,那么E 含有一个与()p Z 同构的子域,这里Z 是整数环,()p 是由素数p 生成的主理想。
( × )二、(2011年近世代数)单项选择题(从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案,并将其号码写在题干后面的括号内。
答案选错或未作选择者,该题无分。
每小题1分,共10分)1、设n A A A ,,,21 和D 都是非空集合,而f 是n A A A ⨯⨯⨯ 21到D 的一个映射,那么(② )①集合D A A A n ,,,,21 中两两都不相同;②n A A A ,,,21 的次序不能调换; ③n A A A ⨯⨯⨯ 21中不同的元对应的象必不相同;④一个元()n a a a ,,,21 的象可以不唯一。
2、指出下列那些运算是二元运算( ) ①在整数集Z 上,ab b a b a += ; ②在有理数集Q 上,ab b a = ;③在正实数集+R 上,b a b a ln = ;④在集合{}0≥∈n Z n 上,b a b a -= 。
《近世代数》作业参考答案一.概念解释1.代数运算:一个集合B A ⨯到集合D 的映射叫做一个B A ⨯到D 的代数运算。
2.群的第一定义:一个非空集合G 对乘法运算作成一个群,只要满足:1)G 对乘法运算封闭;2)结合律成立:)()(bc a bc a =对G 中任意三个元c b a ,,都成立。
3)对于G 的任意两个元b a ,来说,方程b ax =和b ya =都在G 中有解。
3.域的定义:一个交换除环叫做一个子域。
4.满射:若在集合A 到集合A 的映射Φ下,A 的每一个元至少是A 中的某一个元的象,则称Φ为A 到A 的满射。
5.群的第二定义:设G 为非空集合,G 有代数运算叫乘法,若:(1)G 对乘法封闭;(2)结合律成立;(3)单位元存在;(4)G 中任一元在G 中都有逆元,则称G 对乘法作成群。
6.理想:环R 的一个非空子集N 叫做一个理想子环,简称理想,假若:(1)N b a N b a ∈-⇒∈,(2)N ar N ra N r N a ∈∈⇒∈∈,,7.单射:一个集合A 到A 的映射,a a →Φ:,A a A a ∈∈,,叫做一个A 到A 的单射。
若:b a b a ≠⇒≠。
8. 换:一个有限集合的一个一一变换叫做一个置换。
9. 环:一个环R 若满足:(1)R 至少包含一个不等于零的元。
(2)R 有单位元。
(3)R 的每一个非零元有一个逆元,则称R 为除环。
10.一一映射:既是满射又是单射的映射,叫做一一映射。
11.群的指数:一个群G 的一个子群H 的右陪集(或左陪集)的个数,叫做群H 在G 里的指数。
12.环的单位元:设R 是一个环,R e ∈,若对任意的R a ∈,都有a ae ea ==,则称e 是R 的单位元。
二.判断题1.×;2.×;3. √;4.×;5.√;6.√;7.√; 8,√;9.√;10.√;11.×;12.√13、√ 14、× 15、√三.证明题1. 证:G 显然非空,又任取A ,B G ∈,则1,1±=±=B A ,于是AB 是整数方阵,且1±=⋅=B A AB , 故G AB ∈,即G 对乘法封闭。
近世代数考试复习文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)<近世代数复习题>一、定义描述(8’)1、群:设G是一个非空集合,是它的一个代数运算。
如果满足以下条件:(1)结合律成立,即对G中任意元素a,b,c都有(a b) c = a (b c).(2)G中有元素e.叫做G的左单位元,它对G中每个元素a都有e a = a .(3)对G中每个元素a,在G中都有元素a-1,叫做a的左逆元,使a-1 a =e .则称G对代数运算做成一个群。
2、正规子群:设N是群G的一个子群,如果对G中每个元素a都有 aN=Na,即aNa-1=N ,则称N是群G的一个正规子群(或不变子群)。
3、环:设非空集合R有两个代数运算,一个叫做加法并用加号 + 表示,另一个叫做乘法用乘号表示,如果:(1)R对加法作成一个加群;(2)R对乘法满足结合律:(ab)c = a(bc);(3)乘法对加法满足左右分配率:a(b+c)= ab + ac ,(b+c)a = ba + ca .其中a,b,c为R中任意元素,则称R对这两个代数运算作成一个环。
4、极大理想:设N是环R的一个理想,且N≠R .如果除R和N外,R中没有包含N的其它理想,则称N为环R的一个极大理想。
5、惟一分解整环:设K是有单位元的整环。
如果K中每个既不是零又不是单位的元素都能惟一分解,则称K为惟一分解整环。
整数环Z及域F上多项式环F[ x ]都是惟一分解整环。
6、欧氏环:设K是一个有单位元的整环,如果(1)有一个从K的非零元集K – { 0}到非负整数集的映射ψ存在;(2)这个ψ对K中任意元素a及b≠0,在K中有元素q,r使a=bq + r,r=0或ψ(r)<ψ(b),则称R关于ψ作成一个欧氏环。
-------------7、素理想:设R是一个交换环,P R .如果ab∈P => a∈P或b∈P,其中a,b∈R,则称P是R的一个素理想。
近 世 代 数 期 中 试 题一、判断题:(10分)1.有左单位元的群一定有右单位元。
( )2.任何群中消去律都成立。
( )3.方程b ya b ax ==,在群G 中有同一个解。
( )4.一个群中元的阶一定整除群的阶。
( )5.一个群的商群的阶一定不会大于这个群的阶。
( )6.任何阶的交换群都是存在的。
( )7.交换群的子群都是不变子群。
( )8.无限阶的循环群都是同构的。
( )9.若群中元a 有:e a m =,则a 的阶大于等于m 。
( )10.一个集合A 的所有的变换作成一个变换群。
( )二、填空题:(24分)1.群G 的子群{}e H =的陪集为 ,H 在G 中的指数为 ;子群G H =的陪集为 ,H 在G 中的指数为 。
2.3S 中由()(){}3,2,1,2,1=S 生成的子群是 。
3.整数集合中决定模7的剩余类的等价关系是 。
4.有限子集作成子群的充要条件是 。
5.设φ是集合A 到A 的满射,若S 是S 的象,则S S 的逆象。
6.阶是素数p 的群G 有 个子群。
7.两个有限阶的循环群G 与G 同态的充要条件是 。
8.交换群G 的中心是 。
9.将下面的置换写成循环置换的乘积 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛214635654321= 。
三、简答题:(共26分)1.两个群同态有哪些性质被保持?(5分)2.一个群与且仅与它的商群同态的理由。
(4分)3.给出1-4阶群的运算图表。
(17分)四、证明题:(共20分)1.循环群一定是交换群。
(4分)2.一个群的中心是它的不变子群。
(6分)3.实数集R 上的可以写成0,,:,≠∈+→a R b a b ax x b a 、τ形式的变换作成一个变换群。
(10分)五、求解:(共20分)1.求模8的剩余类加群的所有子群及非平凡子群的陪集。
2.设{}{}1,1,,,1,1-=--=B i i A 中的代数运算""∙是普通的数的乘法,证明:1、()∙,A 与()∙,B 同态; 2、求同态满射的核。
一、 选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分) (从下列备选答案中选择正确答案)1、下列子集对通常复数的乘法不构成群的是( )。
(A) {1,-1,i ,-i } (B) {1,-1} (C) {1,-1,i }2、设H 是群G的子群,a ,b ∈G,则aH = bH 的充要条件是( )。
(A) a -1b -1∈H (B) a -1b ∈H (C) ab -1∈H 3、在模6的剩余类环Z 6 中,Z 6 的极大理想是( )。
(A) (2),(3) (B) (2) (C)(3)4、若Q 是有理数域,则(Q(2):Q)是( )。
(A) 6 (B) 3 (C) 25、下列不成立的命题是( )。
(A) 欧氏环是主理想环 (B) 整环是唯一分解环 (C) 主理想环是唯一分解环二、填空题(本题共5空,每空3分,共15分)(请将正确答案填入空格内)1、R 为整环,a ,b ∈R ,b |a ,则(b ) (a )。
2、F 是域,则[](())F x f x 是域当且仅当 。
3、域F 上的所有n 阶方阵的集合M n (F )中,规定等价关系~:A ~B ⇔秩(A )=秩(B ),则这个等价关系决定的等价类有________个。
4、6次对称群S 6中,(1235)-1(36)=____________。
5、12的剩余类环Z 12的可逆元是 。
三、判断题(本题共5小题,每小题2分,共10分) (请在你认为正确的题后括号内打“√”,错误的打“×”)1、设G 是群,∅≠H ,若对任意a,b ∈H 可推出ab ∈H ,则H≤G .. ( )2、群G 中的元,a b ,()2,()7,a b ab ba ===,则()14ab =。
( )3、商环6Z Z 是一个域。
( )4、设f 是群G 到群-G 的同态映射,若1()f H G -, 则H G 。
( )5、任意群都同构于一个变换群。
( )四、计算题(本题共2小题,每小题10分,共20分) (要求写出主要计算步骤及结果)1、找出6Z 的全部理想,并指出哪些是极大理想。
近世代数参考答案《近世代数》A/B 模拟练习题参考答案⼀、判断题(每题4分,共60分)1、如果循环群G=(a)中⽣成元a 的阶是⽆限的,则G 与整数加群同构。
( √ )2、如果群G 的⼦群H 是循环群,那么G 也是循环群。
( × )3、两个⼦群的交⼀定还是⼦群。
( × )4、若环R 满⾜左消定律,那么R 必定没有右零因⼦。
( √ )5、任意置换均可表⽰为若⼲个对换的乘积。
( √ )6、F (x)中满⾜条件p(a)=0的多项式叫做元a 在域F 上的极⼩多项式。
( × )7、已知H 是群G 的⼦群,则H 是群G 的正规⼦群当且仅当g G ?∈,都有 1gHg H -= ( √ )8、唯⼀分解环必是主理想环。
( × )9、已知R 是交换环,I 是R 的理想,则I 是R 的素理想当且仅当是/R I 整环。
( √ )10、欧⽒环必是主理想环。
( √ )11、整环中,不可约元⼀定是素元。
( √ )12、⼦群的并集必是⼦群。
( × )13、任何群都同构于某个变化群。
( √ )14、交换环中可逆元与幂零元的和是可逆元。
( √ )15、集合,A Z B N ==,::2f A B nn →+是从A 到B 的映射。
( × )⼆、证明题(每题20分,共300分)1Q 上的最⼩多项式。
解:令=u 32==u u .于是3223323315(32-?-=+-+=u u u u u u .移项后得32152(3+-=-u u u 两边平⽅,得到3222(152)(35)5+-=-?u u u .这是u 上满⾜的Q 上6次⽅程,故[():]6≤Q u Q .⼜3(2=u ()Q u .由[]2=Q Q 及[]|[():]Q Q Q u Q ,知2|[():]Q u Q .u (()=Q u Q u .⼜[]3=Q Q 及[]|[():]Q Q Q u Q ,得3|[():]Q u Q .于是6|[():]Q u Q ,因⽽[():]6=Q u Q . 由于3222(152)(35)50+---?=u u u ,故6次多项式3222(152)5(35)+---x x x 是u 在Q 上的最⼩多项式.2、求出阶是32的循环群(a )的所有⼦群,这些⼦群是否都是不变⼦群。
证明题1、设G 是群,a ∈G ,令C G (a )= {x |x ∈G ,xa = ax },证明:C G (a )≤G2、设G ~ G ,H ≤G ,H = {x | x ∈G ,f (x )∈ H }。
证明:H /Kerf ≌H .3、证明:模m 的剩余类环Zm 的每一个理想都是主理想。
4、设R = ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛c o b a ,a ,b ,c ∈Z ,I = ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛o o x o x ∈Z 。
(1)验证R 是矩阵环Z 2×2的一个子环。
(2)证明I 是R 的一个理想。
5、设G 是群,u 是G 的一个固定元,定义“o ”:aob = a u 2 b (a ,b ∈G ),证明 (G ,o )构成一个群.6、设R 为主理想整环,I 是R 的一个理想,证明R /I 是域⇔I 是由R 的一个素元生成的主理想.7、证明:模m 的剩余类环Zm 的每个子环都是理想.8、设G 是群,H ≤G 。
令N G (H ) = {x | x ∈G ,xH = Hx }.C G (H )= { x | x ∈G ,∀h ∈H ,hx = xh }.证明:(1)N G (H )≤G (2)C G (H )△N G (H )9、证明数域F = {a +b 7|a ,b ∈Q}的自同构群是一个2阶循环群.10、设R 是主理想环,I = (a )是R 的极大理想,ε是R 的单位,证明:εa 是R 的一个素元.11、设G 与G 是两个群,G ~ G ,K = Kerf ,H ≤G ,令H = {x |x ∈G ,f (x ) ∈H },证明:H ≤G 且H /K ≌H . 12、在多项式环Z [x ]中,证明:(1)(3,x )= {3a 0+a 1x +…+a n x n |a i ∈Z }.(2)Z [x ]/(3,x )含3个元素.13、设H 是群G 的子群,令N G (H )={x |x ∈G , xH =Hx },证明N G (H)是G 的子群.14、在整数环Z 中, a, b ∈Z,证明(a, b )是Z 的极大理想的充要条件是a , b 的最大公因数是一个素数。
第一章代数基本概念习题解答与提示(P54)1.如果群G中,对任意元素a,b有(ab)2=a2b2,则G为交换群.证明:对任意a,b G,由结合律我们可得到(ab)2=a(ba)b, a2b2=a(ab)b再由已知条件以及消去律得到ba=ab,由此可见群G为交换群.2.如果群G中,每个元素a都适合a2=e, 则G为交换群.证明: [方法1]对任意a,b G,ba=bae=ba(ab)2=ba(ab)(ab)=ba2b(ab)=beb(ab)=b2(ab)=e(ab)=ab 因此G为交换群.[方法2]对任意a,b G,a2b2=e=(ab)2,由上一题的结论可知G为交换群.3. 设G 是一非空的有限集合,其中定义了一个乘法ab,适合条件:(1) a(bc)=(ab)c; (2) 由ab=ac 推出a=c; (3) 由ac=bc 推出a=b;证明G 在该乘法下成一群. 证明:[方法1]设G={a 1,a 2,…,a n },k 是1,2,…,n 中某一个数字,由(2)可知若i j(I,j=1,2,…,n),有a k a i a k a j ------------<1> a i a k a j a k ------------<2>再由乘法的封闭性可知G={a 1,a 2,…,a n }={a k a 1, a k a 2,…, a k a n }------------<3> G={a 1,a 2,…,a n }={a 1a k , a 2a k ,…, a n a k }------------<4>由<1>和<3>知对任意a t G, 存在a m G,使得a k a m =a t .由<2>和<4>知对任意a t G, 存在a s G,使得a s a k =a t .由下一题的结论可知G 在该乘法下成一群.下面用另一种方法证明,这种方法看起来有些长但思路比较清楚。