1813
.pdfПри построении простого расширения F(z) возможны
следующие случаи:
1) Элемент z является корнем некоторого ненулевого многочлена f F[x] . Тогда расширение F(z) называется
простым алгебраическим. (Напомним, что через F[x] обо-
значается кольцо многочленов, коэффициенты которых при-
надлежат полю F .) |
|
|
2) Элемент z |
не является корнем никакого многочлена |
|
f F[x] . Тогда |
расширение F(z) |
называется простым |
трансцендентным. |
|
|
Пример 75. Расширение поля |
, полученное присое- |
динением к |
элемента 3 , имеет вид |
|
( 3) ={a +b 3; a,b } |
и является простым алгебраическим расширением, так как
число |
3 |
является, например, |
корнем многочлена |
x2 −3 |
[x] . |
|
|
Пример 76. Расширение поля |
, полученное присое- |
||
динением к |
мнимой единицы i , имеет вид |
(i) ={a +bi; a,b } =
- это множество всех комплексных чисел. Полученное расширение является простым алгебраическим, так как число i
является корнем многочлена x2 +1 |
[x] . |
|
|
|||
Пример 77. Расширение поля |
, |
полученное присое- |
||||
динением к иррационального числа π , имеет вид |
||||||
|
|
|
|
|
||
(π) = |
f (π) |
, где f , g |
[x], |
g(π) ≠ 0 |
|
, |
|
||||||
g(π) |
|
|
|
|
т.е. (π) состоит из всевозможных отношений вида
a πn +... +a π +a |
|
|
|
|||
n |
1 |
0 |
, где |
a |
,b |
. |
|
|
|
||||
b πm +... +b π +b |
i |
i |
|
|||
m |
1 |
0 |
|
|
|
|
Расширение (π) является простым трансцендентным рас-
ширением, так как число π не является корнем никакого многочлена с рациональными коэффициентами.
Отметим, что простые расширения поля F , полученные с помощью различных элементов, могут быть как изо-
морфны, |
так |
и не изоморфны. Например, поля |
( 3) , |
||
(− |
3) |
и |
(1+ 3) изоморфны (они совпадают), |
а поля |
|
( |
3) и |
( |
5) неизоморфны. |
|
|
|
Введем теперь понятие конечно порожденного расши- |
||||
рения. |
|
|
|
|
|
|
Пусть, как и выше, F - подполе поля |
P . Последова- |
|||
тельно присоединяя к полю F элементы z1 , |
z2 , … , |
zs , при- |
надлежащие полю P , мы получим расширение поля F , которое обозначается F(z1, z2 ,..., zs ) и называется конечно по-
рожденным расширением.
Множество F(z1, z2 ,..., zs ) является полем и состоит из
всевозможных отношений вида |
f (z1, z2 ,..., zs ) |
, где |
f и g - |
||||
|
|||||||
|
g(z , z |
2 |
,..., z |
s |
) |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
многочлены над полем F , зависящие от s переменных, и g(z1, z2 ,..., zs ) ≠ 0 .
Таким образом, можно дать следующую классификацию расширений полей (по минимальному числу элементов, порождающих эти расширения):
1) простые расширения поля F (которые получаются присоединением к F одного элемента z ).
120 |
121 |
Простые расширения в свою очередь бывают:
а) простые алгебраические (если z - корень некоторого ненулевого многочлена f F[x] ),
б) простые трансцендентные (если z не является корнем никакого многочлена f F[x] );
2) конечно порожденные расширения (которые получаются присоединением к F нескольких элементов).
Контрольные вопросы и задания к п. 3.5-3.7
1.Что называется подполем и расширением поля? Приведите примеры.
2.Сформулируйте критерий быть подполем.
3.Какое поле называют простым? Приведите примеры.
4.Что называется простым расширением поля?
5.Приведите примеры простого алгебраического и простого трансцендентного расширения.
6.Что называется конечно порожденным расширением поля?
Приложение ЗАДАНИЯ К ТИПОВЫМ РАСЧЕТАМ
ОСНОВЫ ТЕОРИИ ГРУПП. КОЛЬЦА И ИДЕАЛЫ ЗАДАЧА 1. Найдите подстановку x S9 из уравнения:
а) |
ax = c , |
|
б) |
xb = c , |
|
в) |
axb = c , где: |
|
|||||
1) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
||||||||||
a = |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
b = |
, |
||
|
4 6 9 5 1 8 2 7 3 |
|
5 7 4 6 8 3 2 9 1 |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
c = |
7 |
4 |
5 |
6 |
9 |
2 |
8 |
1 |
; |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
||||||||
2) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
, |
||||||||||
a = |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
b = |
|
||
|
5 7 4 3 6 1 2 8 9 |
4 6 8 5 9 7 2 3 1 |
|
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
c = |
7 |
2 |
8 |
5 |
6 |
4 |
1 |
3 |
; |
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
||||||||
3) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
, |
||||||||||
a = |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
b = |
|
||
|
5 3 2 7 6 1 9 8 4 |
1 2 4 3 7 9 8 5 6 |
|
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
c = |
4 |
3 |
9 |
7 |
5 |
8 |
1 |
6 |
; |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||||
4) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
||||||||||
a = |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
b = |
, |
||
|
4 6 3 1 8 7 9 5 2 |
|
4 5 7 6 2 1 8 3 9 |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
c = |
4 |
3 |
2 |
7 |
9 |
6 |
8 |
1 |
; |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
||||||||
5) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
|||||||||||
a = |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
b = |
, |
||
|
1 9 5 8 6 7 3 4 2 |
3 5 4 7 2 9 8 1 6 |
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
c = |
7 |
6 |
8 |
3 |
9 |
4 |
1 |
2 |
; |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
122 |
123 |
6) |
1 |
|
|
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
||
a = |
|
|
|
|
2 |
6 |
7 |
|
4 |
|
3 |
|
9 |
|
8 |
|
, |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|||||||||
|
1 |
|
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
|||
|
c = |
|
|
|
7 |
6 |
2 |
|
9 |
|
8 |
|
4 |
|
3 |
|
; |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
||||||||||
7) |
1 |
|
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
|||
a = |
5 |
|
6 |
7 |
2 |
|
1 |
|
9 |
|
3 |
|
8 |
|
, |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
||||||||||
|
1 |
|
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
|||
|
c = |
|
|
|
2 |
8 |
6 |
|
9 |
|
7 |
|
5 |
|
3 |
|
; |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
||||||||||
8) |
1 |
|
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|||||||
a = |
|
|
|
|
7 |
3 |
2 |
8 |
4 |
6 |
5 |
|
, |
|
|||||
|
1 |
|
|
9 |
|
||||||||||||||
|
c = |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
|||
|
|
2 |
1 |
8 |
6 |
|
9 |
|
7 |
|
4 |
|
3 |
|
; |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
||||||||||
9) |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
||||
a = |
|
|
5 |
7 |
3 |
|
9 |
|
8 |
|
4 |
|
6 |
|
, |
|
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
||||
|
c = |
9 |
7 |
4 |
6 |
|
1 |
|
3 |
|
8 |
|
2 |
|
; |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|||||||||||
10) a = |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
, |
|||||||||
|
7 |
5 |
9 |
4 |
6 |
2 |
3 |
8 |
|
||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
||||||||||||||
|
c = |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
|||
|
|
|
|
2 |
7 |
8 |
|
4 |
|
3 |
|
9 |
|
5 |
|
; |
|
||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
6 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
, |
|
b = |
9 |
2 |
4 |
1 |
5 |
6 |
8 |
7 |
|
|
|
3 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
, |
|
b = |
5 |
6 |
3 |
9 |
8 |
1 |
7 |
2 |
|
|
|
4 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
, |
|
b = |
5 |
6 |
9 |
7 |
8 |
2 |
4 |
1 |
|
|
|
3 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
, |
|
b = |
3 |
1 |
2 |
9 |
8 |
5 |
4 |
6 |
|
|
|
7 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
, |
|
b = |
6 |
7 |
1 |
2 |
8 |
3 |
4 |
9 |
|
|
|
5 |
|
11) |
1 2 3 4 |
5 |
6 7 8 9 |
, |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
, |
||||||
a = |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
b = |
5 |
9 |
7 |
3 |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
|||
|
4 7 3 5 |
8 6 2 9 |
|
|
1 |
|
|||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c = |
7 |
9 |
6 |
8 |
3 |
5 |
2 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
|
||||||||||||
a = |
|
|
|
|
|
|
|
, |
b = |
|
|
, |
||||
|
1 6 7 8 9 5 4 3 2 |
|
5 9 8 6 2 3 4 7 1 |
|
||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
c = |
6 |
1 |
2 |
9 |
8 |
7 |
3 |
4 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
13) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
, |
|
1 |
2 |
3 4 5 6 7 8 9 |
|
|||||||||
a = |
|
|
|
|
|
|
|
|
b = |
6 |
5 |
, |
||||
|
7 4 8 9 5 6 1 3 2 |
|
|
7 4 2 1 9 8 3 |
|
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
c = |
2 |
7 |
5 |
6 |
3 |
8 |
1 |
9 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
14) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
, |
|
1 |
2 |
3 4 5 6 7 8 9 |
|
|||||||||
a = |
|
|
|
|
|
|
|
|
b = |
7 |
4 |
, |
||||
|
3 5 6 4 7 8 2 9 1 |
|
|
2 6 5 9 8 1 3 |
|
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
c = |
|
5 |
9 |
7 |
6 |
2 |
4 |
3 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
15) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
, |
|
1 |
2 |
3 4 5 6 7 8 9 |
, |
|||||||||
a = |
|
|
|
|
|
|
|
|
b = |
7 |
4 |
|
||||
|
5 3 7 6 8 9 2 1 4 |
|
|
6 9 5 3 8 1 2 |
|
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
c = |
|
7 |
6 |
5 |
9 |
8 |
2 |
3 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
4 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
16) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
, |
|
1 |
2 |
3 4 5 6 7 8 9 |
, |
|||||||||
a = |
|
|
|
|
|
|
|
|
b = |
6 |
3 |
|
||||
|
3 4 7 1 8 9 2 5 6 |
|
|
7 9 8 1 5 2 4 |
|
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
c = |
9 |
5 |
8 |
4 |
2 |
1 |
6 |
3 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
17) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
, |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
|
|||||||||||
a = |
|
|
|
|
|
|
|
|
b = |
5 |
|
, |
||||
|
7 9 3 4 2 5 8 1 6 |
|
|
6 3 9 8 4 7 1 2 |
|
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
c = |
7 |
8 |
6 |
4 |
3 |
1 |
5 |
9 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
124 |
125 |
18) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
, |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
|
|||||||||
a = |
|
|
|
|
|
|
|
|
b = |
, |
||||
|
6 9 7 3 4 1 5 8 2 |
|
|
7 5 2 6 3 9 8 1 4 |
|
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
c = |
4 |
8 |
5 |
7 |
3 |
6 |
9 |
2 |
; |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||||
19) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
, |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
, |
|||||||||
a = |
|
|
|
|
|
|
|
|
b = |
|
||||
|
7 5 9 1 2 8 4 3 6 |
|
|
5 8 2 6 7 4 9 3 1 |
|
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
c = |
2 |
9 |
7 |
6 |
5 |
4 |
8 |
3 |
; |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||||
20) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
|
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
|
|||||||||
a = |
|
|
|
|
|
|
|
, |
b = |
, |
||||
|
6 1 9 5 4 2 3 8 7 |
|
|
5 1 8 3 2 9 6 4 7 |
|
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
c = |
4 |
9 |
8 |
7 |
2 |
3 |
1 |
6 |
. |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
ЗАДАЧА 2. Для подстановок a,b S9 из задачи 1 вы-
числите a2 , b3 , ab , ba , (ab)−1 , a2b−3 , a100 , b101 .
ЗАДАЧА 3. Пусть a,b, c S9 - подстановки из задачи 1. Для каждой из подстановок:
1)найдите разложение в произведение независимых циклов
итранспозиций;
2)определите четность тремя способами – по определению, по декременту, при помощи транспозиций;
3)найдите порядок (как элемента группы S9 ).
Укажите, какие из подстановок a , b , c являются сопряженными элементами группы S9 .
ЗАДАЧА 4. Найдите четность и декремент подстановки x S9 , если известно, что x−1 = a2b−3c−1b , где a , b , c –
подстановки из задачи 1.
ЗАДАЧА 5. Докажите, что данное множество относительно указанной операции образует группу; укажите несколько ее подгрупп (ответ обосновать):
1)множество матриц с определителем, равным единице, относительно умножения;
2)множество диагональных матриц над R , все элементы диагонали которых отличны от нуля, относительно умножения;
3) |
множество |
ненулевых |
матриц |
вида |
|
|
x |
y |
|
, |
где |
|
|
x, y R , относительно умножения; |
|
−y |
x |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
4) |
множество |
ненулевых |
матриц |
вида |
|
|
x |
y |
|
, |
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
λy |
x |
|
|
|
|
|
x, y R , λ R и λ < 0 , относительно умножения; |
|
|
|||||||||
5) |
|
|
1 |
0 0 1 i |
0 0 i |
|||||||
множество матриц ± |
0 |
1 ,± −1 |
0 ,± |
|
0 |
−i |
,± |
i |
0 |
относительно умножения;
6)множество диагональных матриц относительно сложения;
7) |
множество |
комплексных |
чисел |
вида |
|
a +bi |
|
3 , |
где |
||
|
a,b Q , a2 +b2 ≠ 0, относительно умножения; |
|
|
|
|||||||
8) |
множество |
ненулевых матриц |
вида |
|
a |
b |
, |
где |
|||
|
a,b R , относительно умножения; |
|
−2b |
a |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
9) |
множество |
действительных |
чисел |
вида |
a +b |
5 , |
где |
||||
|
a,b Q , a2 +b2 ≠ 0, относительно умножения; |
|
|
|
|||||||
10) |
множество матриц вида |
x |
y |
, |
где |
x, y Q , относи- |
|||||
|
|
2 y |
x |
|
|
|
|
|
|
|
тельно сложения;
126 |
127 |
11) |
множество чисел вида |
a |
, |
где a Z , k N0 относи- |
|
|
|||||
|
|
3k |
|
|
|
|
тельно сложения; |
|
|
||
12) |
степени данного действительного числа a, |
a ≠ 0, ±1, с |
|||
|
целыми показателями относительно умножения; |
||||
13) |
множество упорядоченных пар (a,b) , где a,b R , a ≠ 0, |
||||
|
относительно умножения, |
определяемого |
формулой |
||
|
(a,b)(c, d) = (ac, ad +b) ; |
|
|
||
14) |
множество действительных |
чисел вида a +b 7 , где |
a,b Q , a2 +b2 ≠ 0, относительно умножения;
15)множество квадратных невырожденных матриц второго порядка над полем Z2 и определителем, равным 1, относительно умножения;
16)множество матриц с целыми элементами и определителем, равным 1, относительно умножения;
17)множество целых чисел, кратных данному натуральному числу n , относительно сложения;
18) множество всех невырожденных треугольных матриц
|
a11 |
a12 |
a13 |
|
|
|
|
вида |
|
0 |
a |
a |
|
, |
где a R , относительно умно- |
|
|
|
22 |
23 |
|
|
ij |
|
|
0 |
0 |
a |
|
|
|
|
|
|
|
33 |
|
|
|
жения;
19)множество чисел вида 5ak , где a Z , k N0 относи-
тельно сложения;
20)множество матриц порядка n с целыми элементами и определителем, равным ±1, относительно умножения.
ЗАДАЧА 6. Докажите, что данное множество матриц образует группу, причем изоморфную группе подстановок
{e, (1 2), (3 4), (1 2)(3 4)} :
1) |
1 |
0 |
, |
|
3 |
2 |
, |
|
−3 −2 |
, |
−1 0 ; |
||||||||
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
4 3 |
|
|
|
0 |
|
|
|
||
|
|
|
|
−4 −3 |
|
|
−1 |
||||||||||||
2) |
1 |
0 |
, |
|
7 |
2 |
, |
−7 −2 |
, |
−1 0 ; |
|||||||||
|
0 |
1 |
|
|
|
−24 −7 |
|
|
|
24 7 |
|
|
|
0 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
−1 |
||||||||||||
3) |
1 |
0 |
, |
|
5 |
2 |
, |
−5 −2 |
|
, |
−1 0 ; |
||||||||
|
0 |
1 |
|
|
|
−12 −5 |
|
|
|
12 5 |
|
|
|
0 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
−1 |
||||||||||||
4) |
1 |
0 |
, |
|
−3 2 , |
3 −2 , |
−1 0 ; |
||||||||||||
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
−4 3 4 |
|
|
−3 |
|
−1 |
||||||||||
5) |
1 |
0 |
, |
|
−5 2 |
, |
|
5 −2 , |
−1 0 ; |
||||||||||
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
−12 5 12 −5 |
|
|
−1 |
||||||||||||
6) |
1 |
0 |
, |
|
9 |
2 |
, |
−9 −2 |
|
, |
−1 0 ; |
||||||||
|
0 |
1 |
|
|
|
−40 −9 |
|
|
|
40 9 |
|
|
|
0 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
−1 |
||||||||||||
7) |
1 |
0 |
, |
|
−7 2 |
, |
|
7 −2 |
, |
−1 0 ; |
|||||||||
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
−24 7 |
24 −7 |
|
−1 |
||||||||||||
8) |
1 |
0 |
, |
|
11 |
2 |
|
, |
|
−11 −2 |
, |
|
−1 0 ; |
||||||
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−60 −11 |
60 11 |
0 −1 |
|||||||||||||
9) |
1 |
0 |
, |
|
27 |
2 |
, |
−27 −2 |
, |
|
−1 0 ; |
||||||||
|
0 |
1 |
|
|
|
−364 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−27 |
|
364 |
27 |
|
|
0 −1 |
128 |
129 |
10) |
1 |
0 |
|
, |
|
13 |
2 |
|
, |
−13 |
−2 |
, |
−1 |
0 ; |
|||||
|
|
0 |
1 |
|
|
|
−84 −13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
||
|
|
|
|
|
|
84 13 |
−1 |
||||||||||||
11) |
1 |
0 |
|
, |
|
−11 |
2 , |
|
11 |
−2 , |
−1 |
0 |
; |
||||||
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−60 11 |
60 −11 |
0 −1 |
||||||||||||
12) |
1 |
0 |
|
, |
|
15 |
2 |
|
|
, |
−15 |
−2 |
, |
−1 |
0 ; |
||||
|
|
0 |
1 |
|
|
|
−112 |
−15 |
|
|
|
112 |
15 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−1 |
||||||||
13) |
1 |
0 |
|
, |
|
−13 |
2 , |
|
13 |
−2 , |
−1 |
0 |
; |
||||||
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−84 13 |
84 −13 |
0 −1 |
||||||||||||
14) |
1 |
0 |
|
, |
|
17 |
2 |
|
|
, |
−17 |
−2 |
, |
−1 |
0 ; |
||||
|
|
0 |
1 |
|
|
|
−144 |
−17 |
|
|
|
144 |
17 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−1 |
||||||||
15) |
1 |
0 |
|
, |
|
−15 |
2 , |
15 |
−2 , |
−1 |
0 ; |
||||||||
|
|
0 |
1 |
|
|
|
−112 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|||
|
|
|
|
|
15 |
|
112 |
−15 |
|
−1 |
|||||||||
16) |
1 |
0 |
|
, |
|
19 |
2 |
|
|
, |
−19 |
−2 |
, |
−1 |
0 ; |
||||
|
|
0 |
1 |
|
|
|
−180 |
−19 |
|
|
|
180 |
19 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−1 |
||||||||
17) |
1 |
0 |
|
, |
|
21 |
2 |
|
, |
−21 |
−2 , |
−1 |
0 ; |
||||||
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
220 |
21 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
−220 −21 |
|
|
|
|
|
−1 |
||||||||
18) |
1 |
0 |
|
, |
|
−19 |
2 , |
19 |
−2 , |
−1 |
0 ; |
||||||||
|
|
0 |
1 |
|
|
|
−180 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|||
|
|
|
|
|
19 |
|
180 |
−19 |
|
−1 |
|||||||||
19) |
1 |
0 |
|
, |
|
25 |
2 |
|
|
, |
−25 |
−2 |
, |
−1 |
0 ; |
||||
|
|
0 |
1 |
|
|
|
−312 |
−25 |
|
|
|
312 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
−1 |
||||||||
20) |
1 |
0 |
|
, |
|
−23 |
2 |
, |
23 |
−2 , |
−1 |
0 . |
|||||||
|
|
0 |
1 |
|
|
|
−264 |
23 |
|
|
|
264 |
−23 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−1 |
ЗАДАЧА 7. Докажите, что множество матриц данного вида (где n Z ) образует подгруппу группы GL3 (R) . Дока-
жите, что эта подгруппа – циклическая.
|
|
2n |
2n −3n n 2n−1 |
|
|
||
|
|
|
n |
|
|
|
|
1) |
|
0 |
0 |
|
; |
|
|
|
3 |
|
|
||||
|
|
0 |
0 |
2n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2n |
5(2n −3n ) |
n 2n−1 |
|
||
|
|
|
n |
|
|
|
|
2) |
|
0 |
0 |
|
|
; |
|
|
3 |
|
|
||||
|
|
0 |
0 |
2n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3n |
3n −5n |
n 3n−1 |
|
||
|
|
|
|
n |
|
|
|
6) |
|
0 |
5 |
0 |
|
; |
|
|
|
|
|||||
|
|
0 |
0 |
3n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5n |
5n −3n |
n 5n−1 |
|
||
|
|
|
|
n |
|
|
|
7) |
|
0 |
|
0 |
|
; |
|
|
3 |
|
|||||
|
|
0 |
0 |
5n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2n
3)0
0
3n
4)0
0
2n+1 −2 3n |
n 2n−1 |
|
|
|
2n |
|||
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
; |
8) |
|
0 |
|
3 |
|
|
|
|||||
|
0 |
2n |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5(3n −2n ) |
n 3n−1 |
|
|
|
|
2n |
||
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0 |
|
; |
|
9) |
|
0 |
|
|
|
|
|
|||||
0 |
3n |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2n −5n |
n 2n−1 |
|
||
|
n |
|
|
|
5 |
0 |
|
; |
|
|
|
|||
0 |
2n |
|
|
|
|
|
|
|
|
3(2n −5n ) |
n 2n−1 |
|
||
|
n |
|
|
|
5 |
0 |
|
; |
|
|
|
|||
0 |
2n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3n |
3(3n −2n ) |
n 3n−1 |
|
|
|
5n |
3(5n −2n ) |
n 5n−1 |
|
||||
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
5) |
|
0 |
2 |
0 |
|
; |
10) |
|
0 |
2 |
0 |
|
; |
||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
0 |
0 |
3n |
|
|
|
|
0 |
0 |
5n |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
130 |
131 |
3n
11)0
0
5n
12)0
02n
13)0
07n
14)0
03n
15)0
0
2(3n −5n ) |
n 3n−1 |
|
|
|
7n |
7n −3n |
n 7n−1 |
|
|
||||||||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
0 |
|
|
; |
16) |
|
0 |
|
|
|
0 |
|
; |
|
|||
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
0 |
|
3n |
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
7n |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2(5n −3n ) |
n 5n−1 |
|
|
|
5n |
5n −7n |
n 5n−1 |
|
|
||||||||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
; |
17) |
|
0 |
7 |
|
|
0 |
|
; |
|
||
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
0 |
|
5n |
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
5n |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2n −7n |
n 2n−1 |
|
|
|
|
7n |
7n −5n |
n 7n−1 |
|
|
|||||||||
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
0 |
|
; |
|
18) |
|
0 |
5 |
|
|
0 |
|
; |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
0 |
|
|
2n |
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
7n |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7n −2n |
n 7n−1 |
|
|
|
|
2n |
3(2n −7n ) |
n 2n−1 |
|
||||||||||
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
0 |
|
; |
|
19) |
|
0 |
|
7 |
|
|
0 |
|
; |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
0 |
|
|
7n |
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
2n |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3n −7n |
n 3n−1 |
|
|
|
|
7n |
3(7n −2n ) |
n 7n−1 |
|
||||||||||
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
0 |
|
|
|
20) |
|
0 |
|
2 |
|
|
0 |
|
|
|||
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
. |
||||||||
0 |
|
|
3n |
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
7n |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАЧА 8. Найдите порядок данного элемента в |
|||||||||||||
группе GL4 (C) : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1 0 1−i |
0 |
|
|
|
1 |
|
0 |
1−i |
0 |
|
|
||||
1) |
|
0 |
−1 |
0 |
0 |
; |
|
6) |
|
0 |
|
−1 |
0 |
0 |
; |
|
|
|
0 |
0 |
i |
0 |
|
|
|
|
0 |
|
0 |
i |
0 |
|
|
|
|
0 |
1−i |
0 −i |
|
|
|
|
0 |
|
4 −4i |
0 −i |
|
|
||
|
1 |
0 |
1−i |
0 |
|
|
1 |
|
0 |
1−i |
0 |
|
|
|||
2) |
|
0 |
−1 |
0 |
0 ; |
|
7) |
|
0 |
|
−1 |
0 |
0 |
; |
|
|
|
|
0 |
0 |
i |
0 |
|
|
|
0 |
|
0 |
i |
0 |
|
|
|
|
|
0 |
2 −2i |
0 −i |
|
|
|
0 |
|
5 −5i |
0 −i |
|
|
|||
|
1 |
0 |
3 −3i |
0 |
|
|
1 0 6 −6i |
0 |
|
|
||||||
3) |
|
0 |
−1 |
0 |
|
0 |
; |
8) |
|
0 |
|
−1 |
0 |
0 |
; |
|
|
|
0 |
0 |
i |
|
0 |
|
|
|
0 |
|
0 |
i |
0 |
|
|
|
|
0 |
3 −3i |
0 |
−i |
|
|
|
0 |
|
1−i |
0 |
−i |
|
|
|
|
1 |
0 |
5 −5i |
0 |
|
|
1 |
|
0 |
2 −2i |
0 |
|
||||
4) |
|
0 |
−1 |
0 |
|
0 |
; |
9) |
|
0 |
|
−1 |
0 |
0 ; |
|
|
|
|
0 |
0 |
i |
|
0 |
|
|
|
0 |
|
0 |
i |
0 |
|
|
|
|
0 |
5 −5i |
0 |
−i |
|
|
|
0 |
|
3 −3i |
0 |
−i |
|
||
|
1 |
0 |
1−i |
0 |
|
|
|
1 |
0 |
2 −2i |
0 |
|
||||
5) |
|
0 |
−1 |
0 |
0 ; |
|
10) |
|
0 |
−1 |
0 |
|
0 |
; |
||
|
|
0 |
0 |
i |
0 |
|
|
|
|
0 |
0 |
i |
|
0 |
|
|
|
|
0 |
3 −3i |
0 −i |
|
|
|
|
0 4 −4i |
0 |
−i |
|
132 |
133 |
|
1 |
0 |
2 −2i |
0 |
|
|
11) |
|
0 |
−1 |
0 |
0 |
; |
|
|
0 |
0 |
i |
0 |
|
|
|
0 5 −5i |
0 |
−i |
|
|
|
1 |
0 |
3 −3i |
0 |
|
|
12) |
|
0 |
−1 |
0 |
0 ; |
|
|
|
0 |
0 |
i |
0 |
|
|
|
0 1−i |
0 |
−i |
|
|
|
1 |
0 |
3 −3i |
0 |
|
|
13) |
|
0 |
−1 |
0 |
0 |
; |
|
|
0 |
0 |
i |
0 |
|
|
|
0 2 −2i |
0 |
−i |
|
|
|
1 |
0 |
3 −3i |
0 |
|
|
14) |
|
0 |
−1 |
0 |
0 |
; |
|
|
0 |
0 |
i |
0 |
|
|
|
0 4 −4i |
0 |
−i |
|
|
|
1 |
0 |
3 −3i |
0 |
|
|
15) |
|
0 |
−1 |
0 |
0 |
; |
|
|
0 |
0 |
i |
0 |
|
|
|
0 5 −5i |
0 |
−i |
|
|
1 |
0 |
|
16) |
|
0 |
−1 |
|
|
0 |
0 |
|
|
0 3 −3i |
|
|
1 |
0 |
|
17) |
|
0 |
−1 |
|
|
0 |
0 |
|
|
0 5 −5i |
|
|
1 |
0 |
|
18) |
|
0 |
−1 |
|
|
0 |
0 |
|
|
0 6 −6i |
|
|
1 |
0 |
|
19) |
|
0 |
−1 |
|
|
0 |
0 |
|
|
0 6 −6i |
|
|
1 |
0 |
|
20) |
|
0 |
−1 |
|
|
0 |
0 |
|
|
0 6 −6i |
4 −4i |
0 |
|
0 |
0 |
; |
i |
0 |
|
0 |
−i |
|
4 −4i |
0 |
|
0 |
0 |
; |
i |
0 |
|
0 |
−i |
|
6 −6i |
0 |
|
0 |
0 |
; |
i |
0 |
|
0 |
−i |
|
2 −2i |
0 |
|
0 |
0 |
; |
i |
0 |
|
0 |
−i |
|
3 −3i |
0 |
|
0 |
0 . |
|
i |
0 |
|
0 |
−i |
|
ЗАДАЧА 9. Найдите правые и левые смежные классы знакопеременной группы A4 по циклической подгруппе H ,
порожденной данной подстановкой |
a . Укажите порядок и |
|||||
индекс подгруппы H . |
|
|
|
|
|
|
1) |
(1 2 3) ; |
8) |
(1 2)(3 4) ; |
15) |
(1 3 4 2) ; |
|
2) |
(2 3 4) ; |
9) |
(1 4)(2 3) ; |
16) |
(1 3 2 4) ; |
|
3) |
(1 2 4) ; |
10) |
(1 2) ; |
17) |
(1 4 2 3) ; |
|
4) |
(1 4 2) ; |
11) |
(1 3) ; |
18) |
(1 4 3 2) ; |
|
5) |
(2 4 3) ; |
12) |
(2 3) ; |
19) |
(3 1 2) ; |
|
6) |
(1 3 4) ; |
13) |
(1 3 2) ; |
20) |
(4 2 3) . |
|
7) |
(1 4 3) ; |
14) |
(1 2 4 3) ; |
|
|
ЗАДАЧА 10. Пусть G = a - циклическая группа данного порядка k . Постройте все левые смежные классы груп-
пы G по подгруппе H = am |
. Найдите индекс подгруппы |
||||
H в группе G . |
|
|
|
||
1) |
k = 36 , |
m = 3 ; |
11) |
k =18 , |
m = 2 ; |
2) |
k =15 , |
m = 3 ; |
12) |
k = 20 , |
m = 2 ; |
3) |
k =18 , |
m = 3 ; |
13) |
k = 22 , |
m = 2 ; |
4) |
k = 21, |
m = 3 ; |
14) |
k = 24 , |
m = 2 ; |
5) |
k = 24 , |
m = 3 ; |
15) |
k = 26 , |
m = 2 ; |
6) |
k = 27 , |
m = 3 ; |
16) |
k = 28 , |
m = 2 ; |
7) |
k = 30 , |
m = 3 ; |
17) |
k = 30 , |
m = 2 ; |
8) |
k = 32 , |
m = 4 ; |
18) |
k = 20 , |
m = 4 ; |
9) |
k =14 , |
m = 2 ; |
19) |
k = 24 , |
m = 4 ; |
10) k =16 , |
m = 2 ; |
20) |
k = 28 , |
m = 4 . |
134 |
135 |
ЗАДАЧА 11. Найдите с точностью до изоморфизма все абелевы группы порядка k :
1) |
k = 75 ; |
6) |
k = 96 ; |
11) |
k =100 ; |
16) |
k =126 ; |
2) |
k =88 ; |
7) |
k = 90 ; |
12) |
k = 75 ; |
17) |
k = 225 ; |
3) |
k = 64 ; |
8) |
k = 72 ; |
13) |
k =180 ; |
18) |
k = 242 ; |
4) |
k = 56 ; |
9) |
k = 48 ; |
14) |
k =108 ; |
19) |
k =135 ; |
5) |
k = 78 ; |
10) k = 36 ; |
15) |
k =196 ; |
20) |
k =189 . |
ЗАДАЧА 12. Выясните, изоморфны ли данные группы
Zm Zn и Z p Zq :
1) |
m =18, |
n = 9, |
p = 6, |
q = 27; |
2) |
m =16, |
n = 4, |
p =8, |
q =8; |
3) |
m = 24, |
n = 4, |
p =12, |
q =8; |
4) |
m = 48, |
n =8, |
p =12, |
q = 32; |
5) |
m = 20, |
n = 4, |
p =8, |
q =10; |
6) |
m = 24, |
n = 6, |
p =16, |
q = 9; |
7) |
m = 28, |
n = 4, |
p =14, |
q =8; |
8) |
m = 32, |
n =8, |
p =16, |
q =16; |
9) |
m = 36, |
n = 9, |
p =81, |
q = 4; |
10) |
m = 30, |
n =15, |
p = 45, |
q =10; |
11) |
m =12, |
n =18, |
p = 6, |
q = 36; |
12) |
m = 60, |
n =10, |
p = 30, |
q = 20; |
13) |
m = 6, |
n =100, |
p = 60, |
q =10; |
14) |
m =12, |
n =18, |
p = 9, |
q = 24; |
15) |
m = 36, |
n =10, |
p =8, |
q = 45; |
16) |
m = 40, |
n = 4, |
p =16, |
q =10; |
17) |
m = 9, |
n = 24, |
p = 6, |
q = 36; |
18) |
m = 30, |
n = 20, |
p = 6, |
q =100; |
19) |
m = 36, |
n = 9, |
p = 27, |
q =12; |
20) |
m = 24, |
n = 32, |
p = 48, q =16. |
ЗАДАЧА 13. Выясните, является ли данное множество подгруппой аддитивной группы, подкольцом или идеалом указанного кольца:
1)множество nZ чисел, кратных данному числу n >1 , в кольце Z целых чисел;
2) |
множество {a +b 3; a,b 2Z} в кольце {a +b 3; a,b Z}; |
|||
3) |
множество M ={0, |
2, 4} |
в кольце вычетов Z6 ; |
|
4) |
множество {a +bi; a,b 3Z} в кольце {a +bi; a,b Z}; |
|||
5) |
множество матриц |
−x |
3x |
|
|
|
; x, y R в кольце квадрат- |
||
|
|
−y |
3y |
|
ных матриц второго порядка над полем R ;
6)множество M многочленов с четными свободными членами в кольце Z[x] многочленов с целыми коэффициентами;
a a |
|
a b |
|
; |
||
7) множество матриц |
|
;a R |
в кольце |
|
;a,b R |
|
a a |
|
b a |
|
|
||
a a |
|
a a |
|
; |
||
8) множество матриц |
;a Q |
в кольце |
;a,b Q |
|||
a a |
|
b b |
|
|
136 |
137 |
9) множество матриц a |
0 ; a R в кольце квадратных |
|||
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
матриц второго порядка над полем R ; |
|
|||
10) |
множество матриц a |
0 |
, a,b R |
в кольце квадрат- |
|
|
|
|
|
|
0 |
b |
|
|
ных матриц второго порядка над полем R ; |
||||
11) |
множество матриц a |
b |
; a,b R в кольце квадрат- |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
ных матриц второго порядка над полем R ; |
||||
12) |
множество матриц a |
0 |
; a,b R в кольце квадрат- |
|
|
|
|
|
|
|
b |
0 |
|
|
ных матриц второго порядка над полем R ; |
||||
13) |
множество матриц x |
2x ; x, y R в кольце квад- |
||
|
|
|
|
|
|
y |
2 y |
ратных матриц второго порядка над полем R ;
14)множество M ={0, 3} в кольце вычетов Z6 ;
15)множество всех матриц с нулевым последним столбцом в кольце Mn (P) всех квадратных матриц порядка n >1 над
полем P ;
16) множество всех матриц с нулевой последней строкой в кольце Mn (P) всех квадратных матриц порядка n >1 над
полем P ;
17) множество M многочленов с четными старшими коэффициентами в кольце Z[x] многочленов с целыми коэф-
фициентами;
18)множество Z[x] многочленов с целыми коэффициентами
вкольце Q[x] многочленов с рациональными коэффициентами;
19) множество всех матриц, последние r столбцов которых нулевые, 1 ≤ r ≤ n , в кольце Mn (P) всех квадратных мат-
риц порядка n >1 над полем P ;
20) множество всех матриц, последние r строк которых нулевые, 1 ≤ r ≤ n , в кольце Mn (P) всех квадратных матриц
порядка n >1 над полем P .
ЗАДАЧА 14. Выясните, является ли данное отображение гомоморфизмом указанных колец:
1) |
f : M2 (R) → R , |
|||
2) |
f : a |
b |
; a,b |
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
a |
|
3) |
f : a |
b |
; a,b |
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
a |
|
4) |
f : a |
a |
; a,b |
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
b |
|
5) |
f : a |
a |
; a,b |
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
b |
|
6) |
f |
: a |
0 |
; a,b |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
b |
|
7) |
f |
: a |
0 |
; a,b |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
b |
|
a f c
R →
R →
R →
R →
R →
R →
b d =
R ,
R ,
R ,
R ,
R ,
R ,
a ;
f a |
b |
|
= a −b ; |
b |
a |
|
|
f a |
b |
|
= a +b ; |
b |
a |
|
|
f a |
a |
|
= a +b ; |
b |
b |
|
|
f a |
a |
|
= a −b ; |
b |
b |
|
|
f a |
0 |
|
= a ; |
0 |
b |
|
|
f a |
0 |
|
= b ; |
0 |
b |
|
|
138 |
139 |