Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Белоногов. Задачник по теории групп

.pdf
Скачиваний:
50
Добавлен:
25.03.2015
Размер:
1.35 Mб
Скачать

%

A "

m, n E !

p E ! " '(8! q E ! p

§1

# ; 2 $" ·! Φ! 4

C C,$! ,$ ϕ ! (M, ϕ) E

! # #H

( ϕ(ϕ(x, y), z) = ϕ(x, ϕ(y, z)) x, y, z M!

. e M #! ϕ(e, x) = x x M!

0 x M y M #! ϕ(x, y) = e > ,$ Φ H ! ! ,$ ϕ(x, y) = xy

# 2 " # # ,$ ϕ (

(M, ϕ) G

2

H < ! H ! H ! H ! H ! H ! 4 H

. H X = AB

2

! . H {(a, 1) | a R} {(0, b) | b R} \ {0}

0 H {(a, −1) | a R} E "$# G G

: !

$ Mλ E λ < 0

2

. H <

%

§2

2

" % H M E G M = ap ! p E

A Z4 E 0 ! Z2 ×Z2 E & ! Z6 E % !

S3 E &

2

{n | n N} E Z+! |Z+ : n| = n

M E Z+ M = p ! p E

# , Z+

!

. H 3 #

{1, g, . . . , gd−1}!

d = |m|! o(g) = ! d = (|m|, o(g))! o(g) < ∞

"

0 H H G = S3, |H| = 2D

H G = S3. |H| = 3

2

0 H k = 1 G , Z2 A B A B

Z2 × Z2 k = 2 G , Z3! Z4! Z2 × Z2! Z6 S3!

$ 6

H G = 1 G ZpD H G Zp2 D

H G , G Zp3 G ZpqD H G , G Zp4 Z2 × Z2

! H G Zpm D H G Zpmqn

$ . H o(1) = 2! o(i) = o(j) = o(k) = 4 „M* H {1}! i !

j ! k ! Q8

# $" n

$ G T " # G

: E "$ |T | = 2

2

2

"

A ! 4

$

Q+

§3

0 H : a a1 o(a) = D : ak (k, o(a)) = 1

o(a) < ∞

& H o(a) = E : 4 aD 4 o(a)a D o(a) = 2k "

{a, a3, . . . , a2k−1}

"

0 H Z30 = Z2 Z3 Z5 D Z61 = Z61 D Z10 ×Z60 = ABC ! A Z2 ×Z4 !

B Z3 ! C Z5 × Z5

 

4 ,

1

 

 

4 (

 

. H '1, 1

2

3

2

3

 

2

3

1

4

3

1

2

4

 

 

A H ( ! 0 ! % H % ! H ( ! %

 

 

(pn 1)(pn−1 1) . . . (pn−m+1 1) .

 

 

 

 

(pm 1)(pm−1 1) . . . (p − 1)

 

#

2

 

 

 

 

 

CG(x) =

' a

 

0

 

 

 

0

 

d

 

CG(y) = ' a

 

 

 

a

0

 

CG(z) =

0

 

 

b

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. H

 

 

 

 

(

| a, d C \ {0} C· × C·.

b

 

|

a

 

C·

, b

 

C( .

 

a

 

 

 

 

 

 

 

0

 

M3

 

3(C)

 

 

0

 

 

 

×

|

ac = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 0

, 1

0

,

1

0

,

1 aa2

b

,

0

1

 

c

1

 

c

1

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

a, b, c C, b = 0

 

π |π| = 2

 

 

 

 

 

" G E $

 

 

 

 

 

|Z(D2(2n−1))| = 1! |Z(D4n)| = 2 n > 1! Z(D) = 1

! 6D 5

G Zp |G| = 4

G E $

G E $ ! : : .

; G = a1, . . . , an G = M ! M G

> " i {1, . . . , n} ai

: M M1! ai Mi ! Mi M |Mi| < ∞ :

G M1 , . . . , Mn = M1 . . . Mn

! A # : #

#

% H |Q(p) : kQ(p)| = k & H M E Q(p)

M = qQ(p)! qE q = p

" o((a, b)) = [o(a).o(b)]

§4

G = D6 M = {a, b}! o(a) = 2 o(b) = 3

2

# )

; E4 D8

# . H (! Z2 D2m! m | n

$ A , H (! Z2! D2m m > 1 D

( H Z2 × D8, D16

D(Z2)

SLn(C)

§5

Z 4 : %! &! &!

" 7 .

# |G| = 2

( H p! . H p2 + p − 1

< ! : r/|G|

# + # & & (

$ G E $

# |G| p2 pq

$ G % 4 G Zp3

|G| = pq

G , E4 Zpqr! p, q, rE

. H G D(H)

$ ( H A G = S3

+ 2

# ; CG(t) = b Q! H = b a x NG(Q) > tx tNG(Q) {t, a, ta}! & & ( m := |tNG(Q)| = |NG(Q) :

CNG(Q)(t)| = |NG(Q) : NG(Q) ∩ CG(t)| = |NG(Q) : Q|! |NG(Q)| =

|Q|m = 4m

" ( H A G = S3

 

<

 

 

 

 

! g =

2

 

1! A =

 

 

" 2 H G = GL2(Q)! b = 1

1

0

b2 ! B =

b

> 1 = |B : Ag| = |B : A| = 2

0

1

 

0

1

 

 

 

 

 

 

2

 

0

 

 

#

G :=

a, b ! a =

1

1

b =

 

 

 

 

 

 

0

1

 

 

0

 

2

 

 

!$

CG(t) = A2 × t ! A2 := {a A | a2 = 1} Z(G) A2

A2 < A G A2 = A

 

 

 

 

 

 

 

 

!

H n = 2k + 1H {1}, {a, a1}, {ak, a−k}, a b n = 2kH

{1}, {a, a1}, {a(k−1), a(k−1)}, a2 b! a2 ab

H 4 H ( 4

nH am m|n G ! am b m|n m = 1

D . H 4 nH am m|n! a2 b ! a2 ab G

! am b am ab m|n m > 2

!

H 3 &-. H G = D2pn ! p E 4

!

H n = 2(2k − 1), k N ! H n 4

!

( {1}! {am, a−m} m N! a2 b! a2 ab

. {1}! am m N! a2 b ! a2 ab G

 

§6

 

. H kZ M k N {0} 0 H {0}! {1}! {1, −1} (= Z·)!

 

Z6[x] x2 + x = (x − 0)(x + 1) = (x − 2)(x − 3) = (x − 0)(x − 2)

 

K n : a1, . . . , an < a K \ {0}

aa1, . . . , aan a1a, . . . , ana!

$ K

$ ; H ≤ F · |H| < ∞ > H !

0 6 % H : h n ! : H

" " xn = 1 3 ! 5 (/ |H| ≤ n 2 H h n ! ! H = h

<

 

H

' a

 

 

 

b

|

a, b

 

K(

 

 

 

 

H ' A

−b

 

 

a

 

 

 

CM2(K)(x)(

 

 

 

 

B

|

A, B, C, D

 

 

 

 

 

 

C

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Diagn(C)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b

 

0

 

a

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c d 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GL2(C), e C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Diag

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n(K)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 H ({0, 2}, ◦) K = Z (Q \ {1}, ◦) K = Q

2

·(1 + Ker(ϕ))

 

"

<

 

 

 

 

= {[0]n, [m]n, [2m]n, . . . , [(k − 1)m]n}! k =

 

#

Ker(ϕ) = mZn

n/m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GLn(R) (e + Mn(I))! e E

$

 

 

 

N = e + M2(I)! e E

$ I = pZp2

!

 

 

 

$

K

: ˜

:=

(0, 0)

!

a

:= (0, 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

b := (1, 0)

˜

 

 

 

$H

˜

!

˜

 

!

˜

 

!

˜ ˜

 

!

K

+ H

!

1 := (1, 1)

 

 

{0}

 

{0, a}

 

{0, b}

 

{0, 1}

 

 

 

˜ !

 

˜

 

˜

!

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{0}

{0, a}

 

{0, b}

 

 

 

§7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! Z $ .! 0 % 8! % &!

! 5 n {5, 6}! (. n = 7! (& n = 8! ./ n = 9! 0/

n = 10

! (n − 1)!

! ! ak (m, k) $ #

! (a1 . . . akb1 . . . bl)

! " 2k − 3

! # . H (n/2)!2n/2

! # ( H & 4 : : &

" .

. H A A5 E 0 4 H %

! , A4D (/ ! , D6D 5 ! ,

D10

! 4 ≤ n ≤ 7

! (1234)(56), (12)(56), (567)

§8

" 2 H (! .! 0!

! S3D H $

% D

H A4D H .

" ! 0 H S4

" ( H {1, α} Z2! α E #

. H {1, β} Z2! β E [a, b]

0 H (

 

" "

( H Z2 . H ) E

"

7 , ! H S3! Z2! D8! E4!

E4! E4! (! E4! Z2 × D(T )! Z2 × D(T ) T E # ! Z2

 

§9

#

( H Zpn ! n N . H Z6 0 H E4

#

Z ,$# Q8 E 0! D8 E ((

#

( {Zk, Zl}! k, l E n [k, l] = n . Zk!

k|n (k, n/k) = 1

#

D6 = a 3 b 2 D D10 = a 5 b 2 D D30 = a 15 b 2 = a3 ( a5 b ) =

a5 ( a3 b ) ( a5 b D6! a3 b D10 )

#

2 H G = E4

#

G = D6

#$

A G = E4

#

n 4

#

D

 

§10

$

( H ; S3 . H 2

$#

; # S

Sylp(G)

$ %6

$ % H .! G E $ ! 1 + q! G E $ !

$# G , # H Zp, Z4, Z6, Z9, E4, E9, S3$ Q H 5! H .(

$# n1n2

$ ; D8 × Z2

§11

( 0 & 5 H ϕ E : , ϕ E ,

0 5 % H ϕ E : , x = 1

( ! . ! % ! & H ϕ E : , ϕ E , ( ! %

& x = 0

"

. H 1! Z2! Z2! Z4! Z2! Z6! E4! Z6! Z4

 

5

$

|G| ≤ 2

 

S4

 

+ # ( %0

 

 

 

 

 

 

§12

 

 

 

 

 

 

 

"

S3

= 3!

Q8

= 2! D4n

 

Zn! D2(2

n+1)

 

Z2n+1 !

|

D: D

 

= 4

DZ+ | A|

" #| |

:

 

 

 

 

|

 

 

 

 

 

 

# :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$

A4 E4!

S4 = A4

 

 

Q8

 

 

 

 

 

 

 

 

SL2(Z2)

Z3! SL2(Z3)

 

 

 

 

 

 

 

; ) µ !

: g g = ϕ(g1, . . . , gn)

! . H 2 ; D16

. H 2 ; Q8

§13

G = A4 : Li(G) = G E4 i ≥ 2! G = 1! Zi(G) = 1 i ≥ 1D G D 1 < G < G E #

$# # # G

 

G = S4 : G = A

! G

 

E

! G = 1! Z (G) = 1

i

1! L

(G) =

G

 

 

4

 

4

i

 

i

 

 

 

i ≥ 2D GD G D 1 < G < G < G E

# $# # #

 

 

Q8

0 $ ! E

 

 

 

D8

- $ ! 0 E

 

 

 

G = a γ b 2! γ N {∞}! ab = a1 A

G = a2 ! G = 1

G

( I γ E 4 ! Zi(G) = 1

i ≥ 1!

Li(G) =

= a

 

 

i

2D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

2k−i

1 ≤ i ≤ k − 1!

 

. I γ = 2

 

 

(k i

1N)! Zi(G) = a

Zk(G) = GD

Li(G) = a2

 

i ≥ 2 = 1 i ≥ k + 1D

 

k

i

 

 

 

0 I

γ = 2

k

m, k ≥ 1, m

4 !

m > 1

!

 

a2

 

m

 

 

 

 

 

 

 

Zi(G) = i 1

 

 

 

 

1 ≤ i ≤ k!

 

 

 

 

m

 

 

 

Li(G) = a

2

 

Zi = ak

= H(G) i ≥ kD

 

2 ≤ i ≤ k + 1! Li(G) = a2

i ≥ k + 1

 

 

 

 

 

 

 

2i−1

 

 

% I γ = ! G D! Zi(G) = 1 i ≥ 1D Li(G) = a

 

 

 

 

i ≥ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! G = A! G = 1! Zi(G) = ai i ≥ 1! H(A) = Li(G) = A

 

i ≥ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"

3 -%5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( H ni := ni(G)

< G = Z2 × Z4

n2 = 3! n4 = 4

 

<

 

G = Z2 ×Z2 ×Z4 n2 = 7! n4 = 8 < G = Z3 ×Z4 n2 = 1! n4 = 2! n3 = 2!

n6 = 2! n12 = 4 < G = Zp × Zp2 × Zp3 np = p3 1! np2 = p3(p2 1)! np3 = p5(p − 1) < G = Zpm × Zpn m ≤ n npi = p2i−2(p2 1)

1 ≤ i ≤ m m < n npm+j = p2m+j−1(p − 1) 1 ≤ j ≤ n − m

. H Z $ i G ni(G)(i)

. H 2 ; E4

; E4

G E A B! A × B

H A = a B = b G = {(1, 1), (a, b), (a2, 1), (a3, b) Z4} H

Z4 × Z3 H G H G H >

, Z4 × Z2

G1, . . . , Gr−m A = Gr−m+1 ×. . . ×Gn

> " G

G1, . . . , Gr−m A

2 H ! ! E

§15

# ( Z+ ×Z+D . G = a b ! a×b2 Z+ ×Z+ G/ b2 D

$ ( H Z2! . H D6! 0 H S4D % H D

0 H G A B A = 1! Ker(P) =

B

. H G = ( a1 2 × a2 2 × a3 2) ( b 3 c 2)!

"

3

. G , D8 × Z2

#

. H G = ( a 4 × b 4) c 2! ac = b Z(G) = ab

#

Z(G) = {((a, . . . , a), 1) | a Z(G)} Z(G)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

§16

b c S3

Z4

" Z3

$ 2 ; , G = Z6 Z2

. H , a 4 ϕ b 4! ϕ(b) : a → a1

Z2

G Zp S2

Z5

# |G| = 12! |H| = 24

$ . H ./

&&

( H G/N , # " H E4 H

D2m! H D!

H D

 

 

 

§17

 

 

! ( H

a4 ! a2 ! a2

 

 

. H A : P \ a " %

4

0 H

a !

: P H {1}! {a4}! {a2, a6}! {a, a7}! {a3, a5}! a2 b! a2 b3

 

a2 b Q8! a2 ab Q8