中心化子(centralizer)是一个数学用语。
定义
群G的一个元素a的中心化子(记作CG(a))是G的和a可交换的元素的集合;换句话说,CG(a) = {x属于G:xa=ax}。若H为G的子群,则CH(a) = CG(a) ∩H。如果没有歧义,则可以将CG(a)记作C(a)。
更一般地,令S为G的任意子集(不必是子群)。则S在G中的中心化子定义为C(S) = {x属于G:对于所有s属于S,xs=sx}。若S= {a},则C(S) = C(a)。
C(S)是G的子群;因为若x、y属于 C(S) ,则对每个s属于S,xy-1s=xsy-1=sxy-1。于是xy-1属于 C(S)。
群的中心
群G的
中心是CG(G),通常记作Z(G)。一个群的中心既是
正规子群也是
交换群,而且有很多其它重要属性。我们可以将a的中心化子视作最大的(用包含关系为序)G的子群H,满足a属于其中心Z(H)的条件。
正规化子
一个相关的概念是,S在G中的正规化子,记作NG(S)或者N(S)。正规化子定义为N(S) = {x属于G:xS=Sx}。同样的是,N(S)可以视作G的子群。正规化子的名字来源于如果我们令
为一个由S生成的子群,则N(S)是最大的满足包含为其正规子群的G的子群。在其中为正规子群的最小的G的子群称为共轭闭包。G的子群H称为G的子正规化子群,如果NG(H) =H.
性质
若G是
交换群,则任何G的子集的中心化子和正规化子就是G的全部;特别是,一个群可交换,当且仅当Z(G) =G。
若a和b是G的任意元素,则a在C(b)中,当且仅当b在C(a)中,这有当且仅当a和b可交换。 若S= {a}则N(S) = C(S) = C(a)。
C(S)总是N(S)的正规子群:若c属于C(S)而n属于N(S),我们要证明ncn-1属于C(S)。为此,取s属于S并令t=nsn-1。则t属于S,所以ct=tc。注意到ns=tn;以及n-1t=sn-1。我们有
(n-1cn)s= (n-1c)tn= (n-1(tc)n= (sn-1)cn=s(n-1cn).
这也就是要证明的命题。
若H是G的子群,则N/C定理表明因子群N(H)/C(H)
同构于Aut(H)(H的
自同构群)的子群。
因为NG(G) =G,N/C定理也意味着G/Z(G)同构于Inn(G)(由所有G的
内自同构组成的Aut(G)的子群)。
如果我们通过T(x)(g) =Tx(g) =xgx定义
群同态T:G→ Inn(GG上的
群作用来表述N(S)和C(S):S在Inn(G)中的定点子群就是T(N(S)),而Inn(G)中固定S的子群就是T(C(S))。
若X是
李代数L的子集,则X的中心化子CL(X)={x∈X|[xX]=0}。CL(X)为L的
子代数。