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一、子群定义:给定群G,⊙及非空集合HG,若H,⊙是群,则称H,⊙为群G,⊙的子群。显然,e,⊙和G,⊙都是G,⊙的子群,并且分别是G,⊙的“最小”和“最大”的子群。(P263定义1361)性质:1群与其子群具有相同的幺元(P263定理1361)2H,⊙是G,⊙的子群H对于运算⊙是封闭的。(P264定理1364)
二、循环群定义:设G,⊙是群,若g∈G,对x∈G,k∈Z,有xgk,称G,⊙是循环群,记作Gg,称g是群G,⊙的生成元。(P263定义1356)
若存在最小正整数
,ge,称
为生成元的阶或周期;否则称g是无限阶的。根据生成元g的阶,将循环群分成两类:一是有限循环群,二是无限循环群。于是若Gg02
1且g的阶为
,则Gge,g,g,…,g,即Gg
,否则,Gg0e,g±1,g±2,…,有g=G∞。例如,可以验证,60°就是群R,★的生成元。其中R=0°60°120°180°240°300°,★是R上的二元运算,且对于R中任意两个元素a和b,a★b表示平面图形连续旋转a和b得到的总旋转角度。因此,群R,★是循环群。而Z,是无限循环群,其生成元是1和1。对于循环群的生成元可能不只一个,如何求出它的所有生成元呢?看下面结论。定理:设G,⊙是以g为生成元的循环群,①若G,⊙是无限循环群,则群G,⊙只有两个生成元,即g和g1。②若G,⊙是
阶循环群,则群G,⊙含有φ
个生成元,对于任何小于等于
且与
互素的正整数p,gp是生成元。(P262定理1356)其中,φ
是欧拉函数,它表示小于或等于
且与
互质的正整数的数。如φ11,φ21,φ32,φ42,φ54,φ62,φ76,φ84,φ96,当p是素数时,…。显然有,φpp1。(P194)例:设Ga是14阶循环群,求出G的所有生成元和G的所有子群。1)G的所有生成元是:a,a3,a5,a9,a11,a13。2)G的所有子群为:e⊙,e,a2,a4,a6,a8,a10,a12⊙,e,a7⊙及G本身,共4个。注:确定已知群的全部子群,一般来说是很困难的,但从此例可以看到,对于循环群而言,却是容易办到的。定义1231设X,⊙与Y,○是同类型的。称X,⊙同态于Y,○或Y,○为X,⊙的同态象,记为X,⊙Y,○,其定义如下:X,⊙Y,○ff∈YX∧x1x2x1x2∈X→fx1⊙x2fx1○fx2同时,称f为从X,⊙到Y,○的同态映射(p234)定义1233设X,⊙与Y,○是同类型的。称X,⊙同构于Y,○,记为X,⊙≌
fY,○,其定义如下:X,⊙≌Y,○r
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