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[原创]群论的一些基础知识
发表于: 2011-3-31 08:58 61742

[原创]群论的一些基础知识

2011-3-31 08:58
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wzb
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陪集、商群、正规子群、单群

陪集是一个重要的概念,有左陪集和右陪集。设H是群G的子群,a为G中的一个元素。aH={ah|h为H的元}称为H在G中的左陪集。Ha={ha|h为H的元}称为H在G中的右陪集。

左陪集可以将群划分成若干互不相交的集合,并且各个左陪集的元素相等。这就是拉格朗日定理:G是有限群,H是其子群,则|G|=|H|[G:H]。G:H叫做H在G中的指数。

例子:
这个定理的一个明显的推论是:若G为n阶,a为G的元素,则a^n=e
把这个推论应用到模p单位群Z*p,可以得到费马小定理:
p是素数,a与p互素,则a^(p-1)=1(modp)。(本应是三横的同余符号,打不出来)
模p单位群Z*p是p-1阶的,a与p互素,所以a的模是Z*p的元素,所以a^(p-1)是单位元1。轻松获得了费马小定理,数论中要费多大精啊。

所有的左陪集与右陪集都相等的子集叫正规子群。
例子:
Able群G中任意一个子群H是正规的,由于G是可交换的

商群:H是G的正规子群,则H的所有陪集组成的集合G/H关于陪集的乘法是一个群,称为商群。

几个小结论:
G为群,H是G的正规子群,则
(1)商群G/H的单位元是eH
(2)aH的逆元是[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[a^{-1}%20H\][/IMG]
(3)G/H的阶整除G的阶

单群:若一个群只有平凡正规子群,那么就叫它单群。单群是很重要的一种群,因为其他的群是由单群构成的。把单群全部弄清楚了,其他的群就好办了。这就是“若当----赫尔德过程”。其中单群已经全部分类完成,第二步也有了一些成果,像若当----赫尔德定理等。
2011-4-20 16:49
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两门新技术:GOOGLE API +LATEX都会。。。难学吗?

网上有在线公式站点,也方便

准备把下面三阿群初等因子不变因子搞清

s1:=Sym({ 0..8 });
A0:= AbelianGroup([2^7,3^4,5,7]);
A0;
s2:=Sym({ 0..12 });
s2;
A1:= AbelianGroup([2^10,3^5,5^2,7^11,13]);
A1;
A2:= AbelianGroup([30,140,250]);
A2;

Symmetric group s1 acting on a set of cardinality 9
Order = 362880 = 2^7 * 3^4 * 5 * 7

Abelian Group isomorphic to Z/362880
Defined on 4 generators
Relations:
    128*A0.1 = 0
    81*A0.2 = 0
    5*A0.3 = 0
    7*A0.4 = 0
Symmetric group s2 acting on a set of cardinality 13
Order = 2^10 * 3^5 * 5^2 * 7 * 11 * 13
Abelian Group isomorphic to Z/159907204637107200
Defined on 5 generators
Relations:
    1024*A1.1 = 0
    243*A1.2 = 0
    25*A1.3 = 0
    1977326743*A1.4 = 0
    13*A1.5 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/10 + Z/10 + Z/10500
Defined on 3 generators
Relations:
    30*A2.1 = 0
    140*A2.2 = 0
    250*A2.3 = 0

A2:= AbelianGroup([30,140,250]);
A2;
FactoredOrder(A2);

Abelian Group isomorphic to Z/10 + Z/10 + Z/10500
Defined on 3 generators
Relations:
    30*A2.1 = 0
    140*A2.2 = 0
    250*A2.3 = 0
[ <2, 4>, <3, 1>, <5, 5>, <7, 1> ]

阶为1050000的群有:初等因子:
1:Z2+Z2+Z2+Z2+  Z3  +Z5+Z5+Z5+Z5+Z5  +Z7  初等群  
2:Z4+Z2+Z2+  Z3  +Z5+Z5+Z5+Z5+Z5  +Z7

3:Z8+Z2+  Z3  +Z5+Z5+Z5+Z5+Z5  +Z7

4:Z16+  Z3  +Z5+Z5+Z5+Z5+Z5  +Z7

5:Z2+Z2+Z2+Z2+  Z3  +Z25+Z5+Z5+Z5  +Z7

6:Z2+Z2+Z2+Z2+  Z3  +Z75+Z5+Z5  +Z7

7:Z2+Z2+Z2+Z2+  Z3  +Z375+Z5  +Z7

8:Z2+Z2+Z2+Z2+  Z3  +Z375*5  +Z7

9:Z4+Z2+Z2+  Z3  +Z25+Z5+Z5+Z5  +Z7

.............

共有4*5=20种

1:转不变因子:
12222 11113 55555 11117=Z5+Z/10+Z/10+Z/10+Z210

9:转不变因子:

1 2 2 4  1 1 1 3   5 5 5 25   1 1 1 7=Z5+Z/10+Z/10+Z/2100

验:对!同构可关系不同,1和9中一个是11/5生成元、一个11/4生成元

A22:= AbelianGroup([2,2,2,2,3,5,5,5,5,5,7]);
A22;
A22:= AbelianGroup([4,2,2,2,3,25,5,5,5,7]);
A22;

A2:= AbelianGroup([5,10,10,10,210]);
A2;
A22:= AbelianGroup([5,10,10,10,210]);
A22;

Abelian Group isomorphic to Z/5 + Z/10 + Z/10 + Z/10 + Z/210
Defined on 11 generators
Relations:
    2*A22.1 = 0
    2*A22.2 = 0
    2*A22.3 = 0
    2*A22.4 = 0
    3*A22.5 = 0
    5*A22.6 = 0
    5*A22.7 = 0
    5*A22.8 = 0
    5*A22.9 = 0
    5*A22.10 = 0
    7*A22.11 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/10 + Z/10 + Z/10 + Z/2100
Defined on 10 generators
Relations:
    4*A22.1 = 0
    2*A22.2 = 0
    2*A22.3 = 0
    2*A22.4 = 0
    3*A22.5 = 0
    25*A22.6 = 0
    5*A22.7 = 0
    5*A22.8 = 0
    5*A22.9 = 0
    7*A22.10 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/5 + Z/10 + Z/10 + Z/10 + Z/210
Defined on 5 generators
Relations:
    5*A2.1 = 0
    10*A2.2 = 0
    10*A2.3 = 0
    10*A2.4 = 0
    210*A2.5 = 0
2011-4-21 10:20
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Z4--------Z6                Z6--------Z4      

画横线的对应0x/3x      2x

z:=IntegerRing(4) ;
z4:=AdditiveGroup(z);

z1:=IntegerRing(6) ;
z6:=AdditiveGroup(z1);

H44 := hom< z4 -> z4 | z4.1 -> z4.1 >;
H44;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 0*z6.1 >;---------------------------------
H46;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 1*z6.1 >;
H46;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 2*z6.1 >;
H46;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 3*z6.1 >;---------------------------------

H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 4*z6.1 >;

H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 5*z6.1 >;

H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 6*z6.1 >;---------------------------------

H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 ->7*z6.1 >;
H46;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 ->3*1999*z6.1 >;------------------------------
H46;

H66:=  hom< z6 -> z6 | z6.1 -> z6.1 >;
H66;

H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 2*z4.1 >;--------------------------------

H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 3*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 4*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 5*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 6*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 7*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 2*199*z4.1 >;-------------------------------

Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6

>> H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 1*z6.1 >;
             ^
Runtime error in hom< ... >: Images given do not define a homomorphism

Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6

>> H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 2*z6.1 >;
             ^
Runtime error in hom< ... >: Images given do not define a homomorphism

Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6

>> H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 4*z6.1 >;
             ^
Runtime error in hom< ... >: Images given do not define a homomorphism

>> H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 5*z6.1 >;
             ^
Runtime error in hom< ... >: Images given do not define a homomorphism

>> H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 ->7*z6.1 >;
             ^
Runtime error in hom< ... >: Images given do not define a homomorphism

Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z6

>> H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 3*z4.1 >;
             ^
Runtime error in hom< ... >: Images given do not define a homomorphism

Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4

>> H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 5*z4.1 >;
             ^
Runtime error in hom< ... >: Images given do not define a homomorphism

Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4

>> H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 7*z4.1 >;
             ^
Runtime error in hom< ... >: Images given do not define a homomorphism

Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4

============

顺便连Z4--------Z*6        
的也看了:都同态

Z*6 ----------z4   

只有1x,3x,5x,不同态,2x,4x,6x都同态

   Z*6 和Z6不同:
Abelian Group isomorphic to Z/2
Defined on 1 generator
Relations:
    2*(z*6).1 = 0

Abelian Group isomorphic to Z/6
Defined on 1 generator
Relations:
    6*z6.1 = 0

z:=IntegerRing(4) ;
z4:=AdditiveGroup(z);

z1:=IntegerRing(6) ;
z6:=MultiplicativeGroup(z1);

H44 := hom< z4 -> z4 | z4.1 -> z4.1 >;
H44;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 0*z6.1 >;
H46;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 1*z6.1 >;
H46;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 2*z6.1 >;
H46;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 3*z6.1 >;

H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 4*z6.1 >;

H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 5*z6.1 >;

H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 6*z6.1 >;

H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 ->7*z6.1 >;
H46;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 ->3*1999*z6.1 >;
H46;

H66:=  hom< z6 -> z6 | z6.1 -> z6.1 >;
H66;

H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 2*z4.1 >;

H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 3*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 4*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 5*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 6*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 7*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 2*199*z4.1 >;

Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
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>> H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 3*z4.1 >;
             ^
Runtime error in hom< ... >: Images given do not define a homomorphism

Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4

>> H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 5*z4.1 >;
             ^
Runtime error in hom< ... >: Images given do not define a homomorphism

Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4

>> H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 7*z4.1 >;
             ^
Runtime error in hom< ... >: Images given do not define a homomorphism

Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4

==============

顺便连Z*4--------Z*6     

   
的也看了:都同态
有1x,3x,5x,,2x,4x,6x都同态

Z*6 ----------z4   

有1x,3x,5x,,2x,4x,6x都同态

   Z*6 和Z*4同构:

NumberOfGenerators(z4) ;

z1:=IntegerRing(6) ;
z6:=MultiplicativeGroup(z1);
z6;

NumberOfGenerators(z4) ;

IsIsomorphic(z4, z6);

Abelian Group isomorphic to Z/2
Defined on 1 generator
Relations:
    2*z4.1 = 0
1
Abelian Group isomorphic to Z/2
Defined on 1 generator
Relations:
    2*z6.1 = 0
1
true

z:=IntegerRing(4) ;
z4:=MultiplicativeGroup(z);
z4;

z1:=IntegerRing(6) ;
z6:=MultiplicativeGroup(z1);
z6;

H44 := hom< z4 -> z4 | z4.1 -> z4.1 >;
H44;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 0*z6.1 >;
H46;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 1*z6.1 >;
H46;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 2*z6.1 >;
H46;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 3*z6.1 >;

H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 4*z6.1 >;

H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 5*z6.1 >;

H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 6*z6.1 >;

H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 ->7*z6.1 >;
H46;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 ->3*1999*z6.1 >;
H46;

H66:=  hom< z6 -> z6 | z6.1 -> z6.1 >;
H66;

H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 2*z4.1 >;

H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 3*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 4*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 5*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 6*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 7*z4.1 >;
H64;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 2*199*z4.1 >;

Abelian Group isomorphic to Z/2
Defined on 1 generator
Relations:
    2*z4.1 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/2
Defined on 1 generator
Relations:
    2*z6.1 = 0
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
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求域,核

z:=IntegerRing(4) ;
z4:=AdditiveGroup(z);
z1:=IntegerRing(6) ;
z6:=AdditiveGroup(z1);
H44 := hom< z4 -> z4 | z4.1 -> z4.1 >;
H44;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 0*z6.1 >;
H46;
H463:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 3*z6.1 >;
H463;

H642:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 2*z4.1 >;
H642;
Domain(H463) ;
Codomain(H463);
Domain(H642) ;
Codomain(H642);
Image(H463) ;
Image(H642) ;
Kernel(H463) ;
Kernel(H642) ;

Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
Abelian Group isomorphic to Z/4
Defined on 1 generator
Relations:
    4*z4.1 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/6
Defined on 1 generator
Relations:
    6*z6.1 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/6
Defined on 1 generator
Relations:
    6*z6.1 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/4
Defined on 1 generator
Relations:
    4*z4.1 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/2
Defined on 1 generator in supergroup z6:
    $.1 = 3*z6.1
Relations:
    2*$.1 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/2
Defined on 1 generator in supergroup z4:
    $.1 = 2*z4.1
Relations:
    2*$.1 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/2
Defined on 1 generator in supergroup z4:
    $.1 = 2*z4.1
Relations:
    2*$.1 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/3
Defined on 1 generator in supergroup z6:
    $.1 = 2*z6.1
Relations:
    3*$.1 = 0

z:=IntegerRing(4) ;
z4:=AdditiveGroup(z);
z1:=IntegerRing(6) ;
z6:=AdditiveGroup(z1);
H44 := hom< z4 -> z4 | z4.1 -> z4.1 >;
H44;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 0*z6.1 >;
H46;
H463:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 3*z6.1 >;
H463;

H642:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 2*z4.1 >;
H642;
Image(H44) ;
Image(H463) ;
Image(H642) ;
Kernel(H44) ;
Kernel(H463) ;
Kernel(H642) ;

Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
Abelian Group isomorphic to Z/4
Defined on 1 generator in supergroup z4:
    $.1 = z4.1
Relations:
    4*$.1 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/2
Defined on 1 generator in supergroup z6:
    $.1 = 3*z6.1
Relations:
    2*$.1 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/2
Defined on 1 generator in supergroup z4:
    $.1 = 2*z4.1
Relations:
    2*$.1 = 0
Abelian Group of order 1
Abelian Group isomorphic to Z/2
Defined on 1 generator in supergroup z4:
    $.1 = 2*z4.1
Relations:
    2*$.1 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/3
Defined on 1 generator in supergroup z6:
    $.1 = 2*z6.1
Relations:
    3*$.1 = 0

求自同构:
z:=IntegerRing(4) ;
z4:=AdditiveGroup(z);
z1:=IntegerRing(6) ;
z6:=AdditiveGroup(z1);
H44 := hom< z4 -> z4 | z4.1 -> z4.1 >;
H44;
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 0*z6.1 >;
H46;
H463:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 3*z6.1 >;
H463;

H642:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 2*z4.1 >;
H642;
AutomorphismGroup(z4);
AutomorphismGroup(z6);
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
A group of automorphisms of Abelian Group isomorphic to Z/4
Defined on 1 generator
Relations:
    4*z4.1 = 0
Generators:
    Automorphism of Abelian Group isomorphic to Z/4
    Defined on 1 generator
    Relations:
        4*z4.1 = 0 which maps:
        z4.1 |--> 3*z4.1
A group of automorphisms of Abelian Group isomorphic to Z/6
Defined on 1 generator
Relations:
    6*z6.1 = 0
Generators:
    Automorphism of Abelian Group isomorphic to Z/6
    Defined on 1 generator
    Relations:
        6*z6.1 = 0 which maps:
        3*z6.1 |--> 3*z6.1
        2*z6.1 |--> 4*z6.1
2011-4-22 16:03
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wzb
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本不打算讲有限生成Able群、自由群、挠子群这些,看到大家很想学,我也就给大家讲讲吧。我是想到哪里就说到哪里,如果有什么不对的就给我指出来。另外我也试一下google chart

[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[a^2\][/IMG]
2011-4-24 08:43
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wzb
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自由交换群、有限生成交换群

首先给出自由交换群的定义:交换群F称为自由交换群,如果有子集[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[A%20\subset%20F\][/IMG],使得[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\forall%20x\in%20F\][/IMG]可唯一的表示成A中有限个元素的整系数线性组合:[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[x=\sum_{i=1}^k%20n_{i}a_{i}\][/IMG]其中[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[a_{i}%20\in%20A\][/IMG]、[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[n_{i}%20\in%20Z\][/IMG]

A称为自由交换群F的一个基,由于F中的任意一个元都可由基的线性组合唯一确定,单位元当然也可以,从而可以获得自由Able群F的基A的一个重要性质是:若有[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\sum_{i=1}^r%20n_i%20a_i%20=0\][/IMG],则[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\forall%20n_i%20=0\][/IMG],其中[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[n_{i}%20\in%20Z%20a_i%20\in%20A\][/IMG]

大家看到自由交换群的定义是不是很像环R上的模或者是域F上的向量空间,尤其是向量空间,我要说的是它们之间是不同的:
自由Able群的一个线性无关子集不一定能扩充成基
自由Able群的生成元集合不一定包含一组基,但是如果是由n个元素生成的有限生成Able群,则秩不会超过n。(秩的定义我以后再给出)

如果自由交换群F存在一个基A只有有限个元素,那么F就称为有限基自由Able群。
自由Able群可以线性扩张:设A是自由Able群F的基,H是Able群,则从A到H的任意一个映射[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\theta%20:A%20\rightarrow%20H\][/IMG],可以唯一决定同态[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20:%20F%20\rightarrow%20H%20\][/IMG],[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20(\sum_{i=1}^k%20n_i%20a_i)=\sum_{i=1}^k%20n_i%20\theta(a_i)\][/IMG]
现在给出有限生成Able群的定义:
如果交换群H有一个子集[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[A=\{a_1,a_2%20\cdots%20,a_r\}\][/IMG],使得H的每个元素x可以表示成[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[x=\sum_{i=1}^r%20n_i%20a_i\][/IMG]的形式,则称H是有限生成Able群,A是生成元

例子:循环群是由一个元素生成的Able群,从而是有限生成Able群
2011-4-24 08:44
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把z4------z6,z6-------z4同态用手工算了,都是自同态或单同态,满同态

想找个非单非满同态看看,能不能给个例子?

http://www.numberempire.com/texequationeditor/equationeditor.php

z4        [0]  [1 ] [2]   [3 ]                      z6       [0]   [1]   [2]  [3]  [4]  [5]

x---------->[0]*x      很多组合都同态,只要z4选4个,Z6里可选1个(6种)=4*6=24种
                                          z4选4个 ,Z6里两个=4*30=120种
                                                                 z4选4个 ,Z6里3个=4*6*5*4=480种
                                           z4选4个 ,Z6里4个=4*6*5*4*3=1440种

x---------->[3]*x,只有4种组合才同态:

z4中4个都选   -------->                       z6  子群[0]  [1 ] [2]   [3 ]  

一一映射组:

0-->0   1->1      2->2     3->3      z4 自身ID映射    自同构,内自同构
或0-->0  1->1   2->3     3->2       z4和 z6  子群z'4同构,可z4-----z6单射同构

或1->0  0->1      2->2   3->3       z4和 z6  子群z'4同构,可z4-----z6单射同构

或1->0  0->1      2->3   3->2       z4和 z6  子群z'4同构,可z4-----z6单射同构

φ(a+b)                                                    φ(a)+φ( b)  
  
MOD4                                                             MOD6

(0+1)  *3        =3           0*3+1*3      =3       
(0+2 )  *3        =2                                   0*3+2  *3      =0
(0+3)*3           =1                                      0*3+3 *3     = 3
(1+0 )*3         =3              1*3+0 *3      =3

(1+2)*3           =3                                        1*3+2*3      =3
(1+3 )*3          =0                                                                 =0                                   
(2+3)*3         =3                                  =3

](3+2)*3         =3                             =3

z6-------------------z4

z6中6个都选   -------->

0 1 2,3,4,5---------------->0,1,2,3

映射:

[0+1 ]     [3+4 ]       [ 2+5 ]红

可交换(蓝)

x---------->[0]*x

虽有四元素{1,2,4,5}集合在可交换运算[2+4],[1+5]符合φ(a+b) =φ(a)+φ( b)  ,可[0+3]却左右不等,不是z6--z4映射,所以x---------->[0]*x 不同态

x---------->[2]*x

z6中6个都选   --------> z4中四个都选,z6中0,1 对应z4中0,1,
                                        z6中3,4对应z4中3,0
                                                             z6中2,5对应z4中2,0

0,4,5都对应0,满同态

0 1 2,3,4,5---------------->0,1,2,3

映射:

[0+1 ]     [3+4 ]       [ 2+5 ]红=2

可交换(蓝)=2

φ(a+b)                                                    φ(a)+φ( b)  

MOD6                                                    MOD4
0+1            =2                                                       =2

0+2             =4                                                             =0
0+3             =0                                                               =2         
0+4               =2                                                            =0
0+5                =4                                                             =2

1+0            =2                                                         =2

1+2              =0                                                     =2

1+3           =2                                                        =0
1+4             =4                                                    =2
1+5               =0                                                   =0

2+0                =4                                                   =0
2+1                =0                                                  =2
2+3                 =4                                                =2
2+4                 =0                                                 =0
2+5                 =2                                               =2
3+0                 =0                                               =2
3+1                  =2                                                =0
3+2                  =4                                                =2
3+4                  =2                                                =2
3+5                   =4                                               =0

4+0                 =2                                               =0
4+1                  =2                                              =4
4+2                   =0                                              =0
4+3                    2                                                =2
4+5                     0                                                =2

5+0                      =2                                              =2
5+1                      =0                                              =0
5+2                     =2                                              =2
5+3                      =4                                              =0  
5+4                         =0                                            =2

z:=IntegerRing(4) ;
z4:=AdditiveGroup(z);
z1:=IntegerRing(6) ;
z6:=AdditiveGroup(z1);
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 0*z6.1 >;
H46;
H463:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 3*z6.1 >;
H463;
H640:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 0*z4.1 >;
H640;
H642:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 2*z4.1 >;
H642;

Kernel(H46) ;
Kernel(H463) ;

Kernel(H640) ;
Kernel(H642) ;

Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
Abelian Group isomorphic to Z/4
Defined on 1 generator in supergroup z4:
    $.1 = z4.1
Relations:
    4*$.1 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/2
Defined on 1 generator in supergroup z4:
    $.1 = 2*z4.1
Relations:
    2*$.1 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/6
Defined on 1 generator in supergroup z6:
    $.1 = z6.1
Relations:
    6*$.1 = 0
Abelian Group isomorphic to Z/3
Defined on 1 generator in supergroup z6:
    $.1 = 2*z6.1
Relations:
    3*$.1 = 0
2011-4-25 13:00
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看能不能造个非单非满同态:

H2是H1的真子群(正规),如果H2和H1的一个商群H1/N相同,找个和这商群同构,再找个包括这群的大群,就能成H1->H2非单非满同态

H1 := PermutationGroup<  10|(3,5)(4,6),(1,3,5),(2,4,6) ,(3,4)>;
H1;
H2 := PermutationGroup< 10 | (1,5,3),(2,4,6)>;
H2;

N:=NormalSubgroups(H1) ;
N;
N1:=NormalSubgroups(H2) ;
N1;
Order(H1);
Order(H2);
Index(H1, H2) ;
CosetTable(H1,H2);

Permutation group H1 acting on a set of cardinality 10
    (3, 5)(4, 6)
    (1, 3, 5)
    (2, 4, 6)
    (3, 4)
Permutation group H2 acting on a set of cardinality 10
    (1, 5, 3)
    (2, 4, 6)
Conjugacy classes of subgroups
------------------------------

[1]     Order 1            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 10
        Order = 1
            Id($)
[2]     Order 360          Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 10
        Order = 360 = 2^3 * 3^2 * 5
            (2, 6)(3, 5)
            (1, 5)(2, 4, 3, 6)
[3]     Order 720          Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 10
        Order = 720 = 2^4 * 3^2 * 5
            (1, 4, 6, 2, 5)
            (3, 5)
Conjugacy classes of subgroups
------------------------------

[1]     Order 1            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 10
        Order = 1
[2]     Order 3            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 10
        Order = 3
            (1, 5, 3)(2, 6, 4)
[3]     Order 3            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 10
        Order = 3
            (2, 4, 6)
[4]     Order 3            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 10
        Order = 3
            (1, 5, 3)
[5]     Order 3            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 10
        Order = 3
            (1, 5, 3)(2, 4, 6)
[6]     Order 9            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 10
        Order = 9 = 3^2
            (1, 5, 3)
            (2, 4, 6)
720
9
80
Mapping from: Cartesian Product<{ 1 .. 80 }, GrpPerm: H1, Degree 10, Order 2^4 *
3^2 * 5> to { 1 .. 80 }
     $1  $2  $3  $4 -$2 -$3
1.   2   1   1   3   1   1
2.   1   2   2   4   2   2
3.   5   6   7   1  14  16
4.   8   9  10   2  21  23
5.   3  11  12  13  10   9
6.  10  14   8  15   3  19
7.   9   8  16  17  18   3
8.   4  18  19  20   7   6
9.   7  21   5  22   4  12
10.   6   5  23  24  11   4

......

78.  66  69  64  72  62  74
79.  80  79  79  66  79  79
80.  79  80  80  68  80  80
2011-4-25 16:54
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HOM:= hom< H2 -> H1 | H2.1 -> H1.1 >;
HOM;

Homomorphism of GrpPerm: H2, Degree 10, Order 3^2 into GrpPerm: H1, Degree 10,
Order 2^4 * 3^2 * 5 induced by
    (1, 5, 3) |--> (3, 5)(4, 6)

HOM:= hom< H1 -> H2 | H1.1 -> H2.1 >;
HOM;

Homomorphism of GrpPerm: H1, Degree 10, Order 2^4 * 3^2 * 5 into GrpPerm: H2,
Degree 10, Order 3^2 induced by
    (3, 5)(4, 6) |--> (1, 5, 3)

非单非满同态互逆?!?试了5个都是

很大的40320/5040阶的


H1 := PermutationGroup<  14|(3,5,7)(4,6,7),(1,3,5,7),(2,4,6,7),(3,4,5),(4,2),(11,3),(3,6)>;
H1;
H2 := PermutationGroup< 14 | (1,5,3,7)(3,6),(2,4,6,7)(4,2),(11,3)>;
H2;

N:=NormalSubgroups(H1) ;
N;
N1:=NormalSubgroups(H2) ;
N1;
Order(H1);
Order(H2);
Index(H1, H2) ;
CosetTable(H1,H2);
HOM:= hom< H2 -> H1 | H2.1 -> H1.1 >;
HOM;
HOM:= hom< H1 -> H2 | H1.1 -> H2.1 >;
HOM;

Permutation group H1 acting on a set of cardinality 14
    (3, 5, 4, 6, 7)
    (1, 3, 5, 7)
    (2, 4, 6, 7)
    (3, 4, 5)
    (2, 4)
    (3, 11)
    (3, 6)
Permutation group H2 acting on a set of cardinality 14
    (1, 5, 6, 3, 7)
    (4, 6, 7)
    (3, 11)
Conjugacy classes of subgroups
------------------------------

[1]     Order 1            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 14
        Order = 1
            Id($)
[2]     Order 20160        Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 14
        Order = 20160 = 2^6 * 3^2 * 5 * 7
            (1, 3)(2, 11)(4, 7)(5, 6)
            (2, 3, 7, 11, 5)
[3]     Order 40320        Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 14
        Order = 40320 = 2^7 * 3^2 * 5 * 7
            (1, 2)
            (1, 4, 3)(2, 6, 11, 5, 7)
Conjugacy classes of subgroups
------------------------------

[1]     Order 1            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 14
        Order = 1
            Id($)
[2]     Order 2520         Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 14
        Order = 2520 = 2^3 * 3^2 * 5 * 7
            (1, 3, 11)
            (1, 4, 5)(3, 7)(6, 11)
[3]     Order 5040         Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 14
        Order = 5040 = 2^4 * 3^2 * 5 * 7
            (1, 3)
            (1, 4, 5, 6)(3, 7, 11)
40320
5040
8
Mapping from: Cartesian Product<{ 1 .. 8 }, GrpPerm: H1, Degree 14, Order 2^7 *
3^2 * 5 * 7> to { 1 .. 8 }
    $1  $2  $3  $4  $5  $6  $7 -$1 -$2 -$3 -$4
1.   1   1   2   1   2   1   1   1   1   3   1
2.   4   2   4   5   1   2   2   5   2   1   6
3.   6   7   1   3   3   3   3   4   5   4   3
4.   3   4   3   4   4   4   6   2   4   2   4
5.   2   3   5   6   5   5   5   6   6   5   2
6.   5   5   6   2   6   8   4   3   7   6   5
7.   7   6   7   7   7   7   7   7   3   7   7
8.   8   8   8   8   8   6   8   8   8   8   8

Homomorphism of GrpPerm: H2, Degree 14, Order 2^4 * 3^2 * 5 * 7 into GrpPerm:
H1, Degree 14, Order 2^7 * 3^2 * 5 * 7 induced by
    (1, 5, 6, 3, 7) |--> (3, 5, 4, 6, 7)
Homomorphism of GrpPerm: H1, Degree 14, Order 2^7 * 3^2 * 5 * 7 into GrpPerm:
H2, Degree 14, Order 2^4 * 3^2 * 5 * 7 induced by
    (3, 5, 4, 6, 7) |--> (1, 5, 6, 3, 7)
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H1 := PermutationGroup<  13|(3,5)(4,6),(1,3,5),(2,4,6) ,(3,4)>;
H1;
H2 := PermutationGroup< 13 | (1,5)(3,4),(1,2,3,5)(4,6)>;
H2;

NormalSubgroups(H1);

H1/H2;

Permutation group H1 acting on a set of cardinality 13
    (3, 5)(4, 6)
    (1, 3, 5)
    (2, 4, 6)
    (3, 4)
Permutation group H2 acting on a set of cardinality 13
    (1, 5)(3, 4)
    (1, 2, 3, 5)(4, 6)
Conjugacy classes of subgroups
------------------------------

[1]     Order 1            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 13
        Order = 1
            Id($)
[2]     Order 360          Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 13
        Order = 360 = 2^3 * 3^2 * 5
            (2, 3)(4, 6)
            (1, 3, 4, 6)(2, 5)
[3]     Order 720          Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 13
        Order = 720 = 2^4 * 3^2 * 5
            (1, 4, 6, 2, 5)
            (2, 3)
Permutation group acting on a set of cardinality 2
    Id($)
    Id($)
    Id($)
    (1, 2)

小群表:

Size Construction Notes
1 SymmetricGroup(1) Trivial
2 SymmetricGroup(2) Also CyclicPermutationGroup(2)
3 CyclicPermutationGroup(3) Prime order
4 CyclicPermutationGroup(4) Cyclic
4 KleinFourGroup() Abelian, non-cyclic
5 CyclicPermutationGroup(5) Prime order
6 CyclicPermutationGroup(6) Cyclic
6 SymmetricGroup(3) Non-abelian, also DihedralGroup(3)
7 CyclicPermutationGroup(7) Prime order
8 CyclicPermutationGroup(8) Cyclic
8 D1=CyclicPermutationGroup(4)
D2=CyclicPermutationGroup(2)
G=direct product permgroups([D1,D2])
Abelian, non-cyclic
8 D1=CyclicPermutationGroup(2)
D2=CyclicPermutationGroup(2)
D3=CyclicPermutationGroup(2)
G=direct product permgroups([D1,D2,D3])
Abelian, non-cyclic
8 DihedralGroup(4) Non-abelian
8 PermutationGroup(["(1,2,5,6)(3,4,7,8)",
"(1,3,5,7)(2,8,6,4)" ])
Quaternions
The two generators are I and J
9 CyclicPermutationGroup(9) Cyclic
9 D1=CyclicPermutationGroup(3)
D2=CyclicPermutationGroup(3)
G=direct product permgroups([D1,D2])
Abelian, non-cyclic
10 CyclicPermutationGroup(10) Cyclic
10 DihedralGroup(5) Non-abelian
11 CyclicPermutationGroup(11) Prime order
12 CyclicPermutationGroup(12) Cyclic
12 D1=CyclicPermutationGroup(6)
D2=CyclicPermutationGroup(2)
G=direct product permgroups([D1,D2])
Abelian, non-cyclic
12 DihedralGroup(6) Non-abelian
12 AlternatingGroup(4) Non-abelian, symmetries of tetrahedron
12 PermutationGroup(["(1,2,3)(4,6)(5,7)",
"(1,2)(4,5,6,7)"])
Non-abelian
Semi-direct product Z3 o Z4
13 CyclicPermutationGroup(13) Prime order
14 CyclicPermutationGroup(14) Cyclic
14 DihedralGroup(7) Non-abelian
15 CyclicPermutationGroup(15) Cyclic
2011-4-25 19:25
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把z4------z6,z6-------z4同态用手工算了,都是自同态或单同态,满同态


想找个非单非满同态看看,能不能给个例子?


其实你没必要这样麻烦的列出来一个一个的试,任何两个群之间的平凡同态都是非单非满的同态。
2011-4-26 15:25
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平凡同态就两个,太特殊了,都肯定非单非满吗?

刘绍学书上举了个,看了几回没看懂,是不是只有无限群才有非单非满,想不出来

还看到有说说实数集加群到正数1的映射是非单非满,想不出来

发现同态就是群的最重要也最难了。。。。

induced诱导出了个--------新词

交换群找子群,找正规子群比一般群容易,不容易试出啊

s4:=Sym(4);对称群S4,阶24,抽象群都可在对称群和置换群中找个同构,所以有普遍性,交换群就不在话下了

NormalSubgroups(s4) ;找出S4的正规子群

Subgroups(s4);

ss:=sub< Sym(4) | (2,3,4),(1,4)(2,3),(1,3)(2,4)>;S4的正规子群ss阶为12

ss;
Order(ss);
Index(s4, ss) ;指标=24/12=2

s4 /ss;
CosetTable(s4,ss);在S4中的陪集表

quotientgroup:= quo< Sym(4) |  ss>;ss阶为12在S4中商群{(1, 2), (1, 2)},阶为2

quotientgroup;

s5:=Sym(5);
s5;

fatherquotientgroup:= PermutationGroup< 5 | (2,1),(1,2),(2,1) >;在S5中有子群=商群{(1, 2), (1, 2)},
fatherquotientgroup;
Subgroups(fatherquotientgroup);在S5中有子群=商群{(1, 2), (1, 2)},

NormalSubgroups(fatherquotientgroup) ;子群商群{(1, 2), (1, 2)}还为正规,也可不正规,

S4-------S5的同态:
HOM:= hom< s4 -> s5| s4.1 -> s5.1 >;

HOM;

S4-------S5的一种非单非满同态:

S4阶12的{(2,3,4),(1,4)(2,3),(1,3)(2,4)}的正规子群的商群为商群{(1, 2), (1, 2)},阶为2

S5的阶2子群{(1, 2),(2, 1),(1, 2)},

两者同态

Conjugacy classes of subgroups
------------------------------

[1]     Order 1            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 4
        Order = 1
[2]     Order 4            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 4
        Order = 4 = 2^2
            (1, 4)(2, 3)
            (1, 3)(2, 4)
[3]     Order 12           Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 4
        Order = 12 = 2^2 * 3
            (2, 3, 4)
            (1, 4)(2, 3)
            (1, 3)(2, 4)
[4]     Order 24           Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 4
        Order = 24 = 2^3 * 3
            (3, 4)
            (2, 3, 4)
            (1, 4)(2, 3)
            (1, 3)(2, 4)
Permutation group ss acting on a set of cardinality 4
    (2, 3, 4)
    (1, 4)(2, 3)
    (1, 3)(2, 4)
12
2

Permutation group acting on a set of cardinality 2
    (1, 2)
    (1, 2)
Mapping from: Cartesian Product<{ 1 .. 2 }, GrpPerm: s4, Degree 4, Order 2^3 *
3> to { 1 .. 2 }
    $1  $2 -$1
1.   2   2   2
2.   1   1   1

Symmetric group s3 acting on a set of cardinality 3
Order = 6 = 2 * 3
Symmetric group quotientgroup acting on a set of cardinality 2
Order = 2
    (1, 2)
    (1, 2)

Symmetric group s5 acting on a set of cardinality 5
Order = 120 = 2^3 * 3 * 5

Permutation group fatherquotientgroup acting on a set of cardinality 5
    (1, 2)
    (1, 2)
    (1, 2)
Conjugacy classes of subgroups
------------------------------

[1]     Order 1            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 5
        Order = 1
[2]     Order 2            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 5
        Order = 2
            (1, 2)
Conjugacy classes of subgroups
------------------------------

[1]     Order 1            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 5
        Order = 1
[2]     Order 2            Length 1
        Permutation group acting on a set of cardinality 5
        Order = 2
            (1, 2)
Homomorphism of GrpPerm: s4, Degree 4, Order 2^3 * 3 into GrpPerm:
fatherquotientgroup, Degree 5, Order 2 induced by
    (1, 2, 3, 4) |--> (1, 2)

Kernel(HOM) ;

Domain(HOM) ;

Codomain(HOM);
Image(HOM) ;
2011-4-26 17:17
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平凡同态就两个,太特殊了,都肯定非单非满吗?

刘绍学书上举了个,看了几回没看懂,是不是只有无限群才有非单非满,想不出来

还看到有说说实数集加群到正数1的映射是非单非满,想不出来

发现同态就是群的最重要也最难了。。。。


平凡同态只有一个,就是把所有的元素都映射成单位元的那个。平凡同态是非单非满的,你如果嫌平凡同态太特殊,还记得那个例子吗:Z6到Z4的同态,两个同态中那个非平凡的同态就是非单非满的,并且也不是你说的无限群之间的同态。
另外,同态应该是群论里最基础也是最最简单的了,我觉得你现在还是先打好基础要紧。

z4 [0] [1 ] [2] [3 ] z6 [0] [1] [2] [3] [4] [5]


x---------->[0]*x 很多组合都同态,只要z4选4个,Z6里可选1个(6种)=4*6=24种
z4选4个 ,Z6里两个=4*30=120种
z4选4个 ,Z6里3个=4*6*5*4=480种
z4选4个 ,Z6里4个=4*6*5*4*3=1440种




同态不是想当然的,Z4到Z6的同态只有两个。我前边给出过详细的计算过程,你可以好好看看
2011-4-27 18:26
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z6------z4:你说的x---------->[2]*x是满的,
---------->[0]*x

虽有四元素{1,2,4,5}集合在可交换运算[2+4],[1+5]符合φ(a+b) =φ(a)+φ( b)  ,可[0+3]却左右不等,不是z6--z4映射,所以x---------->[0]*x 不同态

x---------->[2]*x

z6中6个都选   --------> z4中四个都选,z6中0,1 对应z4中0,1,
                                        z6中3,4对应z4中3,0
                                                             z6中2,5对应z4中2,0

我在37楼的这才是非单非满的

非单非满的同态我的理解是这样的:

从待数结构------集合--------群都有同态,反同态,半同态
A---------B非单非满的同态是这样的:
设A---------运算为+,B---------运算为*,

A------B有个φ(A)=B---------φ英文MAP,汉语映射,映射就A只有都选,而且只有单映射,满映射两种,满映射如果满足运算φ(a+b)=φ(a)*φ(b)就包同构,也就是又单映射,又满映射的一一映射

非单非满的同态就是φ(A)=B这项(A-------B还是单映射或满映射)要满足外,
还要满足运算φ(a+b)=φ(a)*φ(b),
左边φ(a+b)中的a,b要选A中的所有元素并且不同,运算为A中的+,
右边φ(a)*φ(b)中a,b就是A中选的相应元素,但运算为B中的*

左边φ(a+b)也就是B中的若干元素------即A的像----如果A是群,因为a+b就是群A中的所有元,所以左边φ(a+b)肯定能把A自己所有元都用到,可φ(a+b)可能有几种a+b都一样,

满足运算运算φ(a+b)=φ(a)*φ(b),对应的B中的元素是否都能出现,这是可能的非单非满问题:

就是图中画的,虽然是映射--------蓝线(这是个单映射,满的类似可),可φ(a)*φ(b)---绿线---可能在B中有两组不同(a+b),φ(a+b)=φ(a)*φ(b),运算后(画了两红圈),都等于B中的同一个元素--------这就非单非满映射-----不符合映射定义了

A-------B还是单映射或满映射有了这个运算后变的非单非满这种结果叫非单非满同态,加两字叫非单非满同态映射是中文教科书才有的 ,同态叫Homomorphism ,没MAP两字
2011-4-27 20:51
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其实我也很不确定,你再仔细看看我说的对不对,FRALEIGH书上也没提非单非满同态,翻国内的好些群论书只有刘绍学书上说这了,说非单非满同态是:A-------B非单非满同态时,A群的一个商群和B群的一个子群一样-------

a+b,c+d....是A的一种分类,可说分类的代表元为a+b(就是A中的所有元这种分类a+b,c+d,e+f.....,)
这就出现B的该子群中的某个(就是你举的平凡同态之一,φ(a)*φ(b)总是=B的单位元平凡子群)或某些元(假设为m',n'...),如果A中φ(a+b)和φ(c+d)=m',就诱导非单非满同态

A-------B非单非满同态时,A群的一个商群和B群的一个子群一样-------如果子群为平凡子群B,但A中如果元比B中元多,还是可能和上面一样φ(a+b)=φ(c+d)=m',所以刘绍学说A-------B非单非满同态时,A群的一个商群和B群的一个子群一样,没说
A-------B非单非满同态时,A群的一个商群和B群的一个真子群一样

教科书上总是直接讲同态第一定理Kernel,商群和同态像,可两群的元在φ(a+b)=φ(a)*φ(b),是怎麽样的没说,FRALEIGH书都没说,求Kernel,求商群(也就是求子群并且是正规的)其实很难,教科书都举些B平凡子群或A,B运算一样的例子,但要B非平凡子群,两边运算不同的自然同态那就难了,同态第一定理也叫同态基本定理,刘绍学称为群的基本定理,因为把同态像都搞清就把群搞清了------有限单群20多年前15000页才把没正规子群的群分类-----B中都平凡子群的商群的特例群类,可结构还不知道何年何月,有正规子群群分类还没消息,也许10000年?

商群定义和同态定义其实非常类似,不过我还分不清区别,因为商群定义的两边运算是不是能不一样?
上传的附件:
2011-4-27 20:52
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看来我需要说说什么是映射、什么是单射、什么是满射

映射:映射是数学中一个最基本的概念,许多人一直在用,单一直不知道准确的定义。我记得很多人在证明商群的同态时,一直不明白如何证明给出的映射确实是一个映射。废话不说,现在给出映射的定义。

集合A与B之间的映射[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20:%20A\rightharpoondown%20B%20\][/IMG]是一个集合,[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20=%20\{(a,b)|\forall%20a%20\in%20A%20\}\][/IMG]。其中[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[(a,b)\][/IMG]叫做关系,也是一个集合,定义是[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[%20(a,b)=%20\{a,%20\{a,b%20\}%20\}\][/IMG]。
从定义可以看出,A中的每个元素a必须有唯一一个B中元素b与之相对应,但是B中元素b可以没有A中元素a与之对应

单射的定义:
映射[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20:%20A\rightharpoondown%20B%20\][/IMG]称为单射,若[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\forall%20a_{1},a_{2}%20\in%20A\][/IMG],有[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[a_{1}\neq%20a_{2}%20\Rightarrow%20\varphi%20(a_{1})%20\neq%20\varphi%20(a_{2})\][/IMG]成立。

从定义可以看出:单射不能是B中的元素b不能同时有两个A中不同元素与其对应

满射的定义:
映射[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20:%20A\rightharpoondown%20B%20\][/IMG]称为满射,若[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\forall%20b%20\in%20B%20,%20\exists%20a%20\in%20A\][/IMG],使得[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20(a)=b\][/IMG]

从定义可以看出:满射必须是B中每一个元素在A中都要有一个元素与其对应

现在我再说说Z6到Z4的那个非平凡的同态:
我先把这个同态写出来,[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20:%20Z_{6}\rightharpoondown%20Z_{4}%20\][/IMG]
[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20(\overline{0})%20=\overline{0}\][/IMG]、[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20(\overline{1})%20=\overline{2}\][/IMG]、[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20(\overline{2})%20=\overline{0}\][/IMG]、[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20(\overline{3})%20=\overline{2}\][/IMG]、[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20(\overline{4})%20=\overline{0}\][/IMG]、[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20(\overline{5})%20=\overline{2}\][/IMG]

首先验证却为映射:Z6中所有的元素在Z4中都有唯一一个元素对应

其次验证不是单射:Z6中的元素1和3都与Z4中的2对应

再验证不是满射:Z4中元素1没有Z6中元素与其对应

同态保持运算的条件是一个相当苛刻的条件,两个群的映射有很多,但是同态却很少很少。再满足单射或满射条件就到了几乎不可能的地步。有一个定理说:你随便取一个同态,是单同态的概率是0,是满同态的概率也是0。(不要以为概率为0就不会发生)
2011-4-28 15:34
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教科书上总是直接讲同态第一定理Kernel,商群和同态像,可两群的元在φ(a+b)=φ(a)*φ(b),是怎麽样的没说,FRALEIGH书都没说,求Kernel,求商群(也就是求子群并且是正规的)其实很难,教科书都举些B平凡子群或A,B运算一样的例子,但要B非平凡子群,两边运算不同的自然同态那就难了


群的运算是加法还是乘法只是一个记号,你还是没有明白同构的本质。群的运算取什么符号是任意的,你也可以自己规定一个符号。比如实数的加法群,你完全可以把加号换为乘号。运算还是原来的运算,像5*5=10,与符号是没关系的。
2011-4-28 17:13
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非单非满的同态我的理解是这样的:

从待数结构------集合--------群都有同态,反同态,半同态
A---------B非单非满的同态是这样的:
设A---------运算为+,B---------运算为*,

A------B有个φ(A)=B---------φ英文MAP,汉语映射,映射就A只有都选,而且只有单映射,满映射两种,满映射如果满足运算φ(a+b)=φ(a)*φ(b)就包同构,也就是又单映射,又满映射的一一映射


非单非满的同态就是φ(A)=B这项(A-------B还是单映射或满映射)要满足外,
还要满足运算φ(a+b)=φ(a)*φ(b),
左边φ(a+b)中的a,b要选A中的所有元素并且不同,运算为A中的+,
右边φ(a)*φ(b)中a,b就是A中选的相应元素,但运算为B中的*

左边φ(a+b)也就是B中的若干元素------即A的像----如果A是群,因为a+b就是群A中的所有元,所以左边φ(a+b)肯定能把A自己所有元都用到,可φ(a+b)可能有几种a+b都一样,

满足运算运算φ(a+b)=φ(a)*φ(b),对应的B中的元素是否都能出现,这是可能的非单非满问题:



你对同态的定义还是没弄明白,φ(a+b)=φ(a)*φ(b)是对任意的a、b都必须成立,不是你说的a与b不能相同,它们是可以相同的,而且相同时也必须要成立才是同态。

单同态或满同态,是在首先确定是同态的基础上,再来判断映射的单或满。映射的单或满与群的结构毫无关系,判断单或满根本不用考虑群的运算。
你上边不应该把保持运算和单或满一起考虑,它们是独立的

你说的教科书上在同态前边加上非单非满四个字,这只是一个强调。一般说同态默认它是既不是单同态也不是满同态,所以你看到的外文书上没有这个词。它只是默认了。
2011-4-28 17:29
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映射定义和运算都没问题,这太基础了

同态问题太大了,慢慢来。。。其实把商群中的各元(其实每个元都是个集)直接用拉格朗日定理理解容易,可每个元集中的元素能满足φ(a+b)=φ(a)*φ(b)的右边,结果在B中发生了什麽是理解的关键

先问两基础点的:

设群(G,+),商群aN.bN=abN中的,a+N,b+N,(a+b)+N间运算是群运算+,省略了,那"."算运是什麽算运?

再问个环中的元的阶问题,元的阶有没什麽定理?
2011-4-28 17:48
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[QUOTE=wzb;953003]你对同态的定义还是没弄明白,φ(a+b)=φ(a)*φ(b)是对任意的a、b都必须成立,不是你说的a与b不能相同,它们是可以相同的,而且相同时也必须要成立才是同态。

单同态或满同态,是在首先确定是同态的基础上,再来判断映射的单或满QUOTE]

这句话强!让我明白了。。。。
2011-4-28 17:58
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[QUOTE=wzb;953003]你对同态的定义还是没弄明白,φ(a+b)=φ(a)*φ(b)是对任意的a、b都必须成立,不是你说的a与b不能相同,它们是可以相同的,而且相同时也必须要成立才是同态。

Z4-----------Z6同态x-----------3x

恰好(0+1),(2+3)才能左右相等,1+1,1+2,0+3,3+3,...都左右不等

φ(a+b)         φ(a)+φ( b)

MOD4 MOD6

(0+1) *3 =3 0*3+1*3 =3
(0+2 ) *3 =2 0*3+2 *3 =0
(0+3)*3 =1 0*3+3 *3 = 3
(1+0 )*3 =3 1*3+0 *3 =3

(1+2)*3 =1    1*3+2*3 =3
(1+3 )*3 =0              =0
(2+3)*3 =3           =3

](3+2)*3 =3             =3

(1+1)*3=2                0
(3+3)*3=2               0
2011-4-28 18:10
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z6-------------------z4

z6中6个都选   -------->

0 1 2,3,4,5---------------->0,1,2,3

同态:---------x---------2*x

φ(a+b)         φ(a)+φ( b)

[0+1 ]     [3+4 ]       [ 2+5 ]才左右相等-----

不等
(5+5)*2=2                   =0

(4+1)*2=4                    =2


z:=IntegerRing(4) ;
z4:=AdditiveGroup(z);
z1:=IntegerRing(6) ;
z6:=AdditiveGroup(z1);
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 0*z6.1 >;
H46;
H463:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 3*z6.1 >;
H463;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 0*z4.1 >;
H64;
H642:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 2*z4.1 >;
H642;

K46:=Kernel(H46) ;
K463:=Kernel(H463);
K64:=Kernel(H64) ;
K642:=Kernel(H642) ;

z4 / K46;
z4 / K463;
z6/K64;
z6 / K642;

Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z4 to GrpAb: z6
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
Mapping from: GrpAb: z6 to GrpAb: z4
Abelian Group of order 1
Abelian Group isomorphic to Z/2
Defined on 1 generator
Relations:
    2*$.1 = 0
Abelian Group of order 1
Abelian Group isomorphic to Z/2
Defined on 1 generator
Relations:
    2*$.1 = 0

z:=IntegerRing(4) ;
z4:=AdditiveGroup(z);
z1:=IntegerRing(6) ;
z6:=AdditiveGroup(z1);
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 0*z6.1 >;

H463:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 3*z6.1 >;

H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 0*z4.1 >;

H642:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 2*z4.1 >;

K46:=Kernel(H46) ;
K463:=Kernel(H463);
K64:=Kernel(H64) ;
K642:=Kernel(H642) ;

Q46:=z4 / K46;
Q463:=z4 / K463;
Q64:=z6/K64;
Q642:=z6 / K642;

q40:=quo< z4 | (0) >;
q43:=quo< z4 | (3)>;
q60:=quo< z6 | (0) >;
q62:=quo< z6 | (1) >;

sub<z6 |(0) > ;
sub<z6 |(3) > ;
sub<z4 | 0> ;
sub<z4 | 2> ;
Index(z4, q40);
Index(z4, q43);
Index(z6, q60);
Index(z6, q62);

z:=IntegerRing(4) ;
z4:=AdditiveGroup(z);
z1:=IntegerRing(6) ;
z6:=AdditiveGroup(z1);
H46:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 0*z6.1 >;
H463:=  hom< z4 -> z6 | z4.1 -> 3*z6.1 >;
H64:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 0*z4.1 >;
H642:=  hom< z6 -> z4 | z6.1 -> 2*z4.1 >;

K46:=Kernel(H46) ;
K463:=Kernel(H463);
K64:=Kernel(H64) ;
K642:=Kernel(H642) ;

Q46:=z4 / K46;
Q463:=z4 / K463;

Q64:=z6/K64;
Q642:=z6 / K642;

s6:=sub<z6 |(0) > ;
s63:=sub<z6 |(3) > ;
s4:=sub<z4 | 0> ;
s42:=sub<z4 | 2> ;
m6sub:=MaximalSubgroups(z6);
m6sub;
m4sub:=MaximalSubgroups(z4);
m4sub;

IsIsomorphic(s6, m4sub) ;
IsIsomorphic(Q62, m4sub) ;

Conjugacy classes of subgroups
------------------------------

[1]     Order 3            Length 1
        Abelian Group isomorphic to Z/3
        Defined on 1 generator in supergroup z6:
            $.1 = 2*z6.1
        Relations:
            3*$.1 = 0
[2]     Order 2            Length 1
        Abelian Group isomorphic to Z/2
        Defined on 1 generator in supergroup z6:
            $.1 = 3*z6.1
        Relations:
            2*$.1 = 0
Conjugacy classes of subgroups
------------------------------

[1]     Order 2            Length 1
        Abelian Group isomorphic to Z/2
        Defined on 1 generator in supergroup z4:
            $.1 = 2*z4.1
        Relations:
            2*$.1 = 0

>> IsIsomorphic(s6, m4sub) ;
               ^
Runtime error in 'IsIsomorphic': Bad argument types
Argument types given: GrpAb, SeqEnum[Rec]

>> IsIsomorphic(Q62, m4sub) ;
                ^
User error: Identifier 'Q62' has not been declared or assigned
2011-4-28 18:16
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先问两基础点的:

设群(G,+),商群aN.bN=abN中的,a+N,b+N,(a+b)+N间运算是群运算+,省略了,那"."算运是什麽算运?

再问个环中的元的阶问题,元的阶有没什麽定理?


那个运算是商群中的运算,另外商群G/N与G的运算最好用一种符合表示,要么都是+,要么都是*,不要G用一种,G/N又是一种。这样太乱,容易分不清。

关于环中元素的阶,与群是类似的,应为环本身就是Able群再附加上乘法运算。比如环中元素的阶也必须整除环的阶,环也有与群的正规子群类似的概念,叫理想。但是环与群又不太一样,比如环中两个非零元向乘结果可能是零,叫零因子。
2011-4-30 09:10
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wzb
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自由群与有限生成交换群(续)

这些天忙来忙去,一直没时间,就只是回答了几个问题,返回来一看“自由群与有限生成交换群”只是开了个头。今天我还是继续写点吧。

先说如何判断一个Able群是有限生成的
Able群H是有限生成的[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\Longleftrightarrow\][/IMG]H是一个有限基自由Able群的商群
[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\Longleftarrow\][/IMG]设[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20:F%20\rightarrow%20H\][/IMG]是满同态,其中F是有限基的自由群。设F的基为[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\{%20f_{1},f_{2},%20\cdots%20,f_{r}%20\}\][/IMG],则显然[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\{%20\varphi%20(f_{1}),%20\varphi(f_{2}),%20\cdots%20,\varphi(f_{r})%20\}\][/IMG]是H的生成元组。
[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\Longrightarrow\][/IMG]取H的生成元组[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\{%20f_{1},f_{2},%20\cdots%20,f_{r}%20\}\][/IMG],取有限基自由Able群[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[F=Z\oplus%20Z\oplus%20\cdots%20Z\][/IMG],定义映射[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi%20:F%20\rightarrow%20H\][/IMG]为[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\varphi(n_{1},n_{2},\cdots,n_{r})=\sum_{i=1}^{r}n_{i}f_{i}\][/IMG]
由于[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[f_{i}\][/IMG]是基,所以这是一个满同态,从而H就是它的商群

挠子群:有限生成Able群H的所有有限阶元构成的子群称为其挠子群。记作[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[T_{H}\][/IMG]

下面我先给出一个需要用到的高等代数上的一个小定理:[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[%20r_{1},r_{2},%20\cdots%20,r_{n}\][/IMG]都是整数,最大公约数是1,那么存在一个n*n矩阵A,使得,[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[A\left(\begin{array}{cccc}r_{1}\\r_{2}\\\vdots\\r_{n}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cccc}1\\0\\\vdots\\0\end{array}\right)\][/IMG]

下面我给出一个重要结论:
没有有限阶非0元的有限生成Able群是自由的。
证明:设H是有限生成Able群,没有有限阶非0元。既然是有限生成的,那么最少存在一个生成元组是有限个元素。取一个生成元组,使得它的元素是最少的。不妨设是:[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[%20\{%20a_{1},a_{2},%20\cdots%20,a_{n}\}\][/IMG]
下面说明它自由生成H,否则,存在不全为0的整数[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[%20r_{1},r_{2},%20\cdots%20,r_{n}\][/IMG]使得,[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[%20r_{1}a_{1}\][/IMG]+[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[%20r_{2}a_{2}\][/IMG]+[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\cdots\][/IMG]+[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[%20r_{n}a_{n}\][/IMG]=0,由于H没有有限阶的非0元,可以要求各个r的最大公约数是1。(如果不是1,可以约去变成1)从而就有一个矩阵A使得[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[A\left(\begin{array}{cccc}r_{1}\\r_{2}\\\vdots\\r_{n}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cccc}1\\0\\\vdots\\0\end{array}\right)\][/IMG]成立
取[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[(b_{1},b_{2},\cdots,b_{n})=(a_{1},a_{2},\cdots,a_{n})A^{-1}\][/IMG],则[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\{b_{i}\}\][/IMG]也是H的生成元。并且[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[b_{1}=(b_{1},b_{2},\cdots\,b_{n})\left(\begin{array}{cccc}1\\0\\\vdots\\0\end{array}\right)=(b_{1},b_{2},\cdots\,b_{n})A\left(\begin{array}{cccc}r_{1}\\r_{2}\\\vdots\\r_{n}\end{array}\right)\][/IMG],
代人得[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[b_{1}=(a_{1},a_{2},\cdots,a_{n})\left(\begin{array}{cccc}r_{1}\\r_{2}\\\vdots\\r_{n}\end{array}\right)=\sum_{i=1}^n%20r_{i}a_{i}\][/IMG]
于是[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\{b_{2},b_{3},\cdots,b_{n}\}\][/IMG]也是H的生成元组。而这个生成元组只有n-1个元素,与生成元组最少需要n个矛盾。所以[IMG]http://chart.apis.google.com/chart?cht=tx&chl=\[\{a_{1},a_{2},\cdots,a_{n}\}\][/IMG]自由生成H。
2011-4-30 09:28
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这个分享的很到位啊,谢谢分享
2011-4-30 16:42
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