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群的概念和性质详解

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:定理11.18 群具有如下性质:1)群中的单位元是唯一的。定义11.12 如果一个群满足交换律,即任意a、b∈G,有a·b=b·a,则称该群为交换群。群中的元素个数为有限个的群称为有限群,否则称为无限群。定义11.13 如果群中每一个元素都是某一个元素g∈G的幂,则称该群为循环群。定义11.15 一个有限集合的一一变换称为置换。置换群是一种特殊的变换群。

群的概念和性质详解

定义11.11 对于一个非空集合G,在G中定义一个二元运算“·”,满足

1)封闭性:任意的abG,有a·bG

2)结合律:任意的abcG,有a·b·c=(a·b)·c=a·(b·c);

3)单位元:存在元素eG,使得任意的aG,有e·a=a·e=a,这个元素e被称为单位元;

4)逆元:任意的aG,存在a-1G,使得a·a-1=a-1·a=ea-1被称为元素a的逆元。

该集合称为群,记为{G,·}。

【例11-31】 集合{0,1}对于⊕(异或)运算是一个群。

显然,集合{0,1}封闭性和结合律都满足;

因为0⊕0=0,0⊕1=1,

所以,这里的单位元e=0;

又由于0⊕0=0,1⊕1=0,

所以集合{0,1}每一个元素的逆元是它本身;

集合{0,1}对于⊕运算是一个加法群。

定理11.18 群具有如下性质:

1)群中的单位元是唯一的。

2)群中每一个元素的逆元是唯一的。

3)消去律:任意的abcG,如果a·b=a·c,则b=c;如果b·a=c·a,则b=c。(www.xing528.com)

定义11.12 如果一个群满足交换律,即任意abG,有a·b=b·a,则称该群为交换群(或阿贝尔群)。

群中的元素个数为有限个的群称为有限群,否则称为无限群。有限群中元素的个数称为群的阶。

定义11.13 如果群中每一个元素都是某一个元素gG的幂,则称该群为循环群。循环群总是交换群,元素g称为该群的本原元素。

【例11-32】 设D是一个非平方整数,则集合

对于加法运算

构成了一个交换加法群。但对于乘法运算

不能构成一个交换乘法群。

变换是一个集合到自身的映射。对于任意的aRR实数集合),我们规定集合A上的两个变换fg的乘法如下:

fga)=fga))

定义11.14 一个集合的若干变换如果对于变换的乘法构成群,则称为变换群。变换群一般不是交换群。

定义11.15 一个有限集合的一一变换称为置换。一个有限集合的若干置换构成的群称为置换群。置换群是一种特殊的变换群。

【例11-33】 设n=3,置换π为:

1→2,2→3,3→1

则有

定义11.16 已知στn元置换,则στ的乘积也是n元置换,记作στ

【例11-34】 已知978-7-111-37285-1-Chapter11-43.jpg978-7-111-37285-1-Chapter11-44.jpg,求σττσ

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