半群CIn 的秩
2021-01-03罗永贵
吕 会, 罗永贵, 赵 平*
(1.贵州师范大学 数学科学学院,贵州 贵阳550025; 2.贵阳市清华中学,贵州 贵阳550025)
设[n]={1,2,3,…,n-1,n}(n≥3)并赋予自然数的大小序.PTn是[n]上的部分变换半群,令POn={α∈PTn:x,y∈dom(α),x≤y⇒xα≤yα},称POn为保序部分变换半群.In是[n]上的一一变换半群,称POIn=POn∩In为保序部分一一变换半群,记SPOIn=POIn\Sn,称SPOIn为保序严格部分一一变换半群. Sn是[n]上的对称群,记S In=In\Sn,则S In是In的子半群,称S In为奇异一一变换半群.对任意的α∈S In,ker(α)={(x,y)∈[n]×[n]:xα=yα}和im(α)分别表示α的核和像集.设S是有限变换半群,A是S的子集,则〈A〉表示半群S的由A生成的子半群.若半群S的子集A满足〈A〉=S,则称〈A〉为S的生成集.
通常,一个有限半群S的秩定义为

变换半群秩的相关研究一直以来都是半群理论研究中的热点之一[1-8].文献[1]研究了[n]上的奇异一一变换半群的SPn的秩和幂零秩为n+1.文献[2]证明了一一变换半群的理想I(n,r)={α∈In:|im(α)|≤r}的秩为Cnr+1.文献[3]研究了半群Tn=Sn∪Singn的生成元和秩.文献[4]研究了一些部分变换半群的最小相关生成集,并证明了半群A(n,r)=An∪Tn,PA(n,r)=An∪PTn(An是[n]上的正交群,PT(n,r)={α∈PIn:|im(α)|≤r},1≤r≤n,PTn是Xn上的部分变换半群)的相关秩.
设

则Cn=〈g〉为g生成的循环群.记CIn=Cn∪S In.本文在文献[1 - 8]的基础上继续考虑新半群CIn=Cn∪S In的秩,证明了如下主要结果.
定理设n为自然数,则

本文未定义的术语及符号参考文献[9 -10].
1 预备知识
为了方便起见,用符号

表示半群CIn中满足以下条件的元素α:

xα=Ø,x∈[n]\(a1∪a2∪…∪ak).在CIn上引入如下二元关系,对任意α,β∈CIn有:α R◇β当且仅当ker(α)=ker(β),αL◇β当且仅当im(α)=im(β),α J◇β 当且仅当|im(α)| =|im(β)|.令H◇= L◇∩R◇,易见,R◇、L◇、J◇与H◇都是半群CIn上的等价关系,H J◇=L◇∩R◇,对任意的α∈CIn,记

用Xn(n-1)表示自然序集[n](n≥3)的所有n-1 元子集,则Xn(n-1)中共有n个元素.
记Xn(n-1)={Z1,Z2,…,Zn-1,Zn}.为了方便,假设:

2 定理的证明
为了完成定理的证明,先给出若干引理与推……