极大子群
一种重要的子群
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。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
极大子群(maximal subgroup)是一种重要的子群。是有限群的子群。即在包含的意义下极大的真子群。它是群G的真子群H,且G与H之间无G的其他真子群。若H是群G的真子群,并且,对于G的真子群K,由H≤K得出K=H,则称H是G的极大子群。
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。
满足交换律的群,称为交换群
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。
子群是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。
对偶概念——极小子群
极小子群是一种重要的子群。极大子群的对偶概念。指在包含的意义下,群的最小的非平凡真子群。它是群G的真子群K,且K除了单位元群{e}为真子群以外无其他真子群。若K是群G的真子群,K≠{e},并且,对于G的真子群H,由H≤K得出H={e}或H=K,则称K是G的极小子群。
有限群
循环群的任一直积是有限交换群。反之,任一有限交换群必具有这种形式.特别,其阶为素数的所有有限群皆是循环群。
任一有限群(不一定是交换的)同构于一有限集的置换群的一个子群。人们还没有弄清楚有限群的分类。
非交换的有限群之研究基本上停留在p-群的概念上。这是指其阶为一个素数p的幂的有限群。有限群G的所有最大p-子群叫做G的西罗子群;G的所有西罗p-子群都是共轭的,而它们的公共阶是能整除G的阶的p之最大幂。
具有有限多个元素的群,是群论的重要内容之一。其所含元素的个数,称为有限群的阶。历史上,抽象群论的许多概念起源于有限群论。有限群可分为两大类:可解群与非可解群(即单群)。
有限群的研究起源很早,其形成时期是与柯西、拉格朗日、高斯、阿贝尔以及后来的伽罗瓦、若尔当等人的名字相联系的。如何确定可解群和单群是抽象群理论建立后的一个重要发展方向。德国数学家赫尔德在1889年以后的若干年内,详细地研究了单群和可解群,证明:一个素数阶循环群是单群,n个(n≥5)文字的全部偶置换组成的交换群是单群。他还发现了许多其他有限的单群。赫尔德若尔当还建立了在有限群中的若尔当—赫尔德合成群列和若尔当—赫尔德定理。在19世纪末,德国数学家弗罗贝尼乌斯、迪克和英国数学家伯恩塞德等都致力于可解群的研究。20世纪初伯恩塞德证明的关于pq(p、q是素数)必是可解群的定理,导致了对有限单群进行分类的重要研究。美国数学家汤普森和菲特在20世纪60年代初证明了有限群中长期悬而未决的一个猜想(见伯恩塞德猜想):奇数阶群一定是可解群。它推动了有限群理论的发展。有限单群的完全分类,即找出有限单群所有的同构类,经过上百名数学家约40年的共同努力,终于在1981年得到解决,这是数学史上的一个非凡成就。
参考资料
最新修订时间:2023-01-08 17:46
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概述
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