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同态与不变子群

2013-01-21苏贵福

赤峰学院学报·自然科学版 2013年9期

徐 兰,苏贵福

(1.新疆昌吉学院 数学系,新疆 昌吉 831100;2.北京理工大学 理学院,北京 100081)

对群G的任意一个不变子群N[1],都可极其自然地得到一个新的群——商群G/N.由此,我们都不会怀疑群与商群具有密切的联系.我们就是要揭示这个内在联系——群的同态基本定理[2].该定理确立了不变子群与商群在群的理论中的重要地位.两个群之间的关系只有同态关系,于是我们有(i)G到有单同态意味着在同构的意义下φ(G)就是的一个子群;(ⅱ)G到有满同态,则意味着就是G的商群(在同构下);(ⅲ)G到有非单非满同态,则在同构意义下意味着G的一个商群与的一个子群一样.为此需要弄清:

(1)每一个同态核[4]都是不变子群(这与同态是否为单、满无关)

(2)利用自然同态得到:每个同态象都是商群(如何理解?)

(3)子群(不变子群)的同态象和同态完全原象[5]之间的联系.

1 群同态及同态核[6]

2 群的同态基本定理

定理1 设G为群,N是G的任意一个不变子群,那么必有群同态满射φ:G→G/N,其中:φ(x)=xN.

即 φ:G→G/N是一个群同态满射,即G~G/N,或者说,G/N是G的同态象,或者说,G与G/N同态.

由定义1知,自然同态G~φG/N必有同态核,易知,自然同态φ 的同态核恰是N.

定理1表明,群G的每个商群都为G的同态象.而且能够以N为核将这个同态关系表现出来.于是由同态象的意义(传递性)知:G的每个商群G/N都会在某些方面有些像G,进而,可由商群G/N的某些性质去推测群G的一些性质.一般来说,商群要比G简单些,(因为G/N是G的元素以N为模归类做成的陪集而形成的群),所以为我们研究G带来方便.

除了……

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