純子群

純子群(pure subgroup)是研究阿貝爾群的重要工具之一。設G是阿貝爾群,H是G的一個子群。若對所有整數n≥0,均有nG∩H=nH,其中nG表示G的所有元素的n倍組成的子群;等價地,若對任一非負整數n和H的任意元素h,只要在G中存在元素g使得h=ng,就可以在H中找到某一元素h1使得h=nh1,則稱H是G的純子群。

概念

純子群(pure subgroup)是研究阿貝爾群的重要工具之一。設G是阿貝爾群,H是G的一個子群。若對所有整數n≥0,均有nG∩H=nH,其中nG表示G的所有元素的n倍組成的子群;等價地,若對任一非負整數n和H的任意元素h,只要在G中存在元素g使得h=ng,就可以在H中找到某一元素h使得h=nh,則稱H是G的純子群。阿貝爾群G的直和項H一定是G的純子群;反之,純子群不一定是阿貝爾群的直和項。例如,阿貝爾群G的周期子群T是G的純子群,但是T不一定是G的直和項。若阿貝爾群G的純子群H是一個周期群,並且H的元素的階一致有界,則H是G的一個直和項。一般地,若H是阿貝爾群G的純子群且商群G/H可分解為循環群的直和,則H是G的直和項。

群是一種只有一個運算的、比較簡單的代數結構;是可用來建立許多其他代數系統的一種基本結構。

設G為一個非空集合,a、b、c為它的任意元素。如果對G所定義的一種代數運算“·”(稱為“乘法”,運算結果稱為“乘積”)滿足:

(1)封閉性,a·b∈G;

(2)結合律,即(a·b)c = a·(b·c);

(3)對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,則稱G對於所定義的運算“·”構成一個群。例如,所有不等於零的實數,關於通常的乘法構成一個群;時針轉動(關於模12加法),構成一個群。

滿足交換律的群,稱為交換群。

群是數學最重要的概念之一,已滲透到現代數學的所有分支及其他學科中。凡是涉及對稱,就存在群。例如,可以用研究圖形在變換群下保持不變的性質,來定義各種幾何學,即利用變換群對幾何學進行分類。可以說,不了解群,就不可能理解現代數學。

1770年,拉格朗日在討論代數方程根之間的置換時,首先引入群的概念,而它的名稱,是伽羅華在1830年首先提出的。

子群

群的特殊的非空子集。群G的非空子集H,若對G的乘法也成為群,則稱H為G的子群,記為H≤G。若子群H≠G,則稱H為G的真子群,記為H<G。任何一個非單位元群G至少有兩個子群,G自身以及由單位元e作成的單位元群{e}(或用{1}或1表示),稱它們為G的平凡子群。不是平凡子群的子群稱為非平凡子群。群G的非空子集H為G的子群的充分必要條件是:對任意的a,b∈H,恆有ab∈H.若{H|i∈I}是G的子群的集合,I是一個指標集,則所有H的交H是G的一個子群。

阿貝爾群

亦稱交換群。一種重要的群類。對於群G中任意二元a,b,一般地,ab≠ba。若群G的運算滿足交換律,即對任意的a,b∈G都有ab=ba,則稱G為阿貝爾群。由於阿貝爾(Abel,N.H.)首先研究了交換群,所以通常稱這類群為阿貝爾群。交換群的運算常用加法來表示,此時群的單位元用0(零元)表示,a的逆元記為-a(稱為a的負元)。用加法表示的交換群稱為加法群或加群。

設G是一個群,如果對任何a,b∈G,ab=ba,則稱G是一個交換群,或阿貝爾群。阿貝爾群的子群都是正規的。在阿貝爾群中,我們把運算記為加法。設G是一個群,S是G的一個子集,G的包含S的所有子群的交稱為G的由S生成的子群,記作〈S〉。如果G=〈S〉,則稱G是由S生成的,S是G的一個生成元集。如果G有一個有限生成子集,則稱G是有限生成的。設G是一個群,A,B是G的子群,如果G=〈A∪B〉,A∩B僅含G的單位元,則稱G是子群A,B的直積,當G是阿貝爾群時,也稱G是子群A,B的直和,記作G=A⊕B。循環群是阿貝爾群。在同構的意義下,無限循環群只有整數加群Z,有限階循環群只有Z,Z是模n的剩餘類加群,n取任意正整數。

商群

亦稱因子群,又稱模H的剩餘類群。由正規子群的陪集組成的一種群。設H是群G的一個正規子群,G關於H的所有左陪集所成的集合G/H={xH|x∈G}按照如下的乘法:(xH)(yH)=(xy)H成為一個群,稱為G關於H的商群。由於H是正規子群,xH=Hx,所以G/H也是H的右陪集所成的集合,因此,無論用左陪集還是右陪集來定義商群,結果是一致的。當G是加法群時,G/H也常寫成G-H,稱為差群。

人物簡介

阿貝爾是挪威數學家。他在中學時代已自學歐拉、拉格朗日和高斯等著名數學家的著作。讀大學時試圖用代數方法解一般五次方程,這使他發現:用根式解一般五次以上的方程是不可能的,在他1826年的著名論文中給出了證明,使得這個困擾數學家幾百年的問題終於得到了解決。他在與此有關的一系列工作中已經引入了群和域的概念,發現元素相乘可交換的群對方程的可解性理論有重要意義。因此,後人把交換群稱為阿貝爾群,他還研究了一類代數方程,它們是可以用根式求解的,現在叫阿貝爾方程。阿貝爾對數學分析的發展及其嚴格化也作出了卓越的貢獻,其中不少結果以他的名字命名,我們熟知的有:阿貝爾積分、阿貝爾積分方程,關於導出阿貝爾函式的代數函式的積分的和的阿貝爾定理,無窮級數的阿貝爾判斂法,關於冪級數的阿貝爾定理等。他又與雅可比在友好的競爭中共同創立了橢圓函式理論,儘管有如此傑出的成就,他卻沒有及時地得到數學界的承認。他一生貧窮,並且由於得了肺病沒能得到一個教學職務。在他27歲那年,柏林大學終於聘他為數學教授,但聘書寄到時,已是他去世後第3天了。

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