求證 4次交錯群沒有6階子群。

2025-02-04 16:00:08 字數 1729 閱讀 1214

1樓:

證明:4次交錯群是4階置換群的子群。

裡面每個元素的階只能是1,2,3,4

6階子群裡面有6階元素,所以4次交錯群沒有6階子群。

不好意思,我理解為6階迴圈群了。不過即使如此,也不難證明。我重新寫一下。

證明:6階群只有兩個,乙個是s3,乙個是z64次交錯群是4階置換群的子群。

裡面每個元素的階只能是1,2,3,4

z6裡面有6階元素,所以4次交錯群不可能有z6子群。

另一方面,考慮s3中。(123)=(12)*(13)就是說,乙個三階元等於兩個二階元的積。

而a4中所有2階元為:

它們種任意兩個相乘,都不能得到乙個三階元,比如:

由此可知道,s3不是4次交錯群的子群。

綜上所述,4次交錯群沒有6階子群。

2樓:抽象代數學

2p階群只有兩個等價類z2p和dp(本題為z6和d3)

由於4階交錯群中沒有6階元所以z6不可能,d3中有3個二階元。反證,若h是a4的6階子群則a4中唯一的三個二階元(12)(34),(23)(14),(13)(24) 都在h中,d3中有兩個三階元,故h中也有,不妨設為(123)(124)這樣h的6個元素固定了。以找出它對乘法不封閉。

如:(12)(34)*(123)=(243);(三階元怎麼選都會有矛盾)

推薦一本書《抽象代數學》丘維生編。

如何證明交錯群a5不包含15階和20階子群

3樓:網友

假設g是a_5的子群。

如果|g|=15,那麼sylow定理可以推出g是迴圈群(這個比|g|=20的情況簡單,我就不細說了),但a_5中沒有15階元,矛盾。

如果|g|=20,那麼g有唯一的sylow 5-子群,記成h,它是g的正規子群。因為5是質數,所以h同構於z/5z。那麼g中其餘的元素都以共軛的方式作用在h上。

從h=z/5z到自身的群同構有多少個(這裡記得z/5z是那個加法群,請忘掉z/5z裡的乘法)?一共4個,它們都把0映成0,並且分別把1映成1,2,3,4。把1映成1的那個同態記成a_1,把1映成2的那個記成a_2,類似有a_3和a_4。

這裡,比如說a_3,它把1映成3,然後又是z/5z到z/5z的群同態,所以a_3就把z/5z裡的所有元素都乘3。那麼(a_2)^2就把1映成4(先成1變成2,再乘2變成4),所以(a_2)^2 = a_4;類似(a_3)^2=a_4,(a_4)^2=a_1=id,其中id是z/5z到z/5z的恆同對映。由a_1=id,a_2,a_3和a_4組成的這個群記成aut(h),它是h到h的所有自同構所組成的群,這裡h是z/5z,而按上文所證,aut(h)同構於z/4z(以a_2或者a_3為生成元)。

現在看g(就是這個20階群)的乙個sylow 2-子群,記成p,它是4階的(按sylow定理,g的這樣的子群可能有1個,也可能有5個,不過無所謂)。p在h上有乙個共軛作用(因為h是g的正規子群),p中乙個元素p把h中乙個元素h映成ph p^(-1)。把h映成ph p^(-1),這是從h到h的乙個群同構(證明它是可逆的群同態),也就是aut(h)裡的乙個元素,這個元素是由p決定的。

這給出了從p到aut(h)的乙個群同態,這個群同態的核是1,因為a_5中的5階元與任何非5階元都不交換(試證之,並證明由此可以推出上面那個群同態的核是1)。現在p和aut(h)都是4階的,因此p和aut(h)同構。上文已證aut(h)就是z/4z,所以p也和z/4z同構,於是p必須有4階元。

但是a_5中尚且沒有4階元(s_5中有,但那不是偶置換),因此矛盾。

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