近世代数第9讲
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近世代数第9讲置换群(pormutation group)本讲的教学目的和要求:置换群是一种特殊的变换群。
换句话说,置换群就是有限集上的变换群。
由于是定义在有限集上,故每个置换的表现形式,固有特点都是可揣测的。
这一讲主要要求:1、弄清置换与双射的等同关系。
2、掌握置换—轮换—对换之间的联系和置换的奇偶性。
3、置换的分解以及将轮换表成对换之积的基本方法要把握。
4、对称群与交错群的结构以及有限群的cayley定理需要理解。
本讲的重点与难点:对于置换以及置换群需要侧重注意的是:对称群和交错群的结构和置换的分解定理(定理2)。
注意:由有限群的cayley定理可知:如把所有置换群研究清楚了。
就等于把所有有限群都研究清楚了,但经验告诉我们,研究置换群并不比研究抽象群容易。
所以,一般研究抽象群用的还是直接的方法。
并且也不能一下子把所有群都不得找出来。
因为问题太复杂了。
人们的方法是将群分成若干类(即附加一定条件);譬如有限群;无限群;变换群;非变换群等等。
对每个群类进行研究以设法回答上述三个问题。
可惜 , 人们能弄清的群当今只有少数几类(后面的循环群就是完全解决了的一类群)大多数还在等待人们去解决。
变换群是一类应用非常广泛的群,它的具有代表性的特征—置换群,是现今所研究的一切抽象群的来源,是抽象代数创始人E.Galais(1811-1832)在证明次数大于四的一元代数方程不可能用根号求解时引进的。
一. 置换群的基本概念定义1.任一集合A 到自身的映射都叫做A 的一个变换,如果A 是有限集且变换是一一变换(双射),那么这个变换为A 的一个置换。
有限集合A 的若干个置换若作成群,就叫做置换群。
含有n 个元素的有限群A 的全体置换作成的群,叫做n 次对称群。
通常记为n S .明示:由定义1知道,置换群就是一种特殊的变换群(即有限集合上的变换群)而n 次对称群n S 也就是有限集合A 的完全变换群。
现以{}321 , , a a a A =为例,设π:A →A 是A 的一一变换。
近世代数复习(总8页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第一章集合A 的一个分类决定A的元间的一个等价关系;集合A元间的一个等价关系~决定A的一个分类。
第二章群的定义a.设G是一个非空集合,“▫”是其上一个二元运算,若满足1.“▫”满足结合律;2.{G,▫}中有单位元;3.{G,▫}每个元都与逆元则称{G,▫}是一个群,简称G是一个群。
b. 若G是一个有乘法的有限非空集合,且满足消去律。
群的性质1.单位元唯一;2.逆元唯一;3.若G是群,则对G中的任意元a、b,方程ax = b和xa = b都有唯一的解4.若G是群,则对任意G中的两个元素a、b, 有(ab)-1=b-1a-1注:可以推广到无限:111211m1m1m21ma...aaa)...aa(aG,a..,------=⇒∈∀,.a,a215.单位元是群中唯一的等幂元素(满足x2 = x的元叫等幂元)证:令x是等幂元,∴x=ex=(x-1x)x=x-1(xx)=x-1x=e。
6.群满足左右消去律。
推论:若G是有限群,则其运算表中的每一行(列)都是G中元的一个排列,而且不同行(列)的排列不同。
7.若群G的元a的阶是n(有限),则a k。
8.群中的任意元素a和他的逆元a-1具有相同的阶。
9.在有限群G中,每一元素具有一有限阶,且阶数至多为|G|。
交换群:若一个群中的任意两个元a、b,都满足ab = ba,则这个群为交换群。
元素的阶:G的一个元素a,能够使a m = e 的最小正整数m叫做a的阶,记为o(a)。
若是这样的m不存在,则称a是无限阶的。
有限群:若一个群的元的个数是一个有限整数,则称这个群为有限群,否则为无限群。
一个有限群的元的个数叫做这个群的阶。
定理:一个有乘法的有限集合G若是满足封闭性、结合律、消去律,那么,对于G的任意两个元a,b来说,方程ax = b 和 ya = b§5变换群定理1:假定G是集合A的若干个变换所作成的集合,并且G包含恒等变换ε。