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abel羣
鎖定
abel羣定義
abel羣符號
阿貝爾羣有兩種主要運算符號—加法和乘法。
約定 | 運算 | 單位元 | 冪 | 逆元 |
---|---|---|---|---|
加法運算 | x+y | 0 | nx | −x |
乘法運算 | x*y或xy | e或1 | xn | x-1 |
一般地説,乘法符號是羣的常用符號,而加法符號是模的常用符號。當同時考慮阿貝爾羣和非阿貝爾羣時,加法符號還可以用來強調阿貝爾羣是特定羣。
abel羣乘法表
驗證有限羣是阿貝爾羣,可以構造類似乘法表的一種表格(矩陣),它稱為凱萊表。如果羣G= {g1=e,g2, ...,gn}在運算⋅下,則這個表的第(i,j)個表項包含乘積gi⋅gj。羣是阿貝爾羣當且僅當這個表是關於主對角線是對稱的(就是説這個矩陣是對稱矩陣)。
這是成立的因為如果它是於阿貝爾羣,則gi⋅gj=gj⋅gi。這藴含了第(i,j)個表項等於第(j,i)個表項,就是説這個表示關於主對角線對稱的。
abel羣歷史註記
阿貝爾羣是Camille Jordan以挪威數學家尼爾斯·阿貝爾命名的,他首先察覺到了阿貝爾首先發表的這種羣與根式可解性的聯繫的重要性。
abel羣性質
如果n是自然數而x是使用加號的阿貝爾羣G的一個元素,則nx可以定義為x+x+ ... +x(n個數相加)並且(−n)x= −(nx)。以這種方式,G變成在整數的環Z上的模。事實上,在Z上的模都可以被識別為阿貝爾羣。
關於阿貝爾羣(比如在主理想整環Z上的模)的定理經常可以推廣到在任意主理想整環上的模。典型的例子是有限生成阿貝爾羣的分類是在主理想整環上的有限生成模的結構定理的特殊情況。在有限生成阿貝爾羣的情況下,這個定理保證阿貝爾羣可以分解為撓羣和自由阿貝爾羣的直和。前者可以被寫為形如Z/pkZ對於素數p的有限多個羣的直和,而後者是有限多個Z的複本的直和。
如果f,g:G→H是在阿貝爾羣之間的兩個羣同態,則它們的和f+g,定義為(f+g)(x) =f(x) +g(x),也是阿貝爾同態。(如果H是非阿貝爾羣則這就不成立。)所有從G到H的羣同態的集合Hom(G,H)因此是自身方式下的阿貝爾羣。
abel羣例子
- 整數集和加法運算"+"是阿貝爾羣,指示為(Z,+),運算 +組合兩個整數形成第三個整數,加法是符合結合律的,零是加法單位元,所有整數n都有加法逆元−n,加法運算是符合交換律的因為對於任何兩個整數m和n有m+n=n+m。
- 所有循環羣G是阿貝爾羣,因為如果x,y在G中,則xy=aman=am+n=an+m=anam=yx。因此整數集Z形成了在加法下的阿貝爾羣,整數模以nZ/nZ也是。
- 所有環都是關於它的加法運算的阿貝爾羣。在交換環中的可逆元形成了阿貝爾乘法羣。特別是實數集是在加法下的阿貝爾羣,非零實數集在乘法下是阿貝爾羣。
- 所有阿貝爾羣的子羣都是正規子羣,所以每個子羣都引發商羣。阿貝爾羣的子羣、商羣和直和也是阿貝爾羣。
abel羣有限阿貝爾羣
整數模以n的循環羣Z/nZ是最常見的羣的例子。已證實了任意有限阿貝爾羣都同構於素數階的有限循環羣的直和,並且這些階數是唯一確定的,形成了一個不變量(invariant)的完備系統。有限阿貝爾羣的自同構羣可以依據這些不變量來直接描述。有關理論最初發展自費迪南德·格奧爾格·弗羅貝尼烏斯和Ludwig Stickelberger在1879年的論文,後來被簡化和推廣到在主理想整環上的有限生成模,形成了線性代數的一個重要組成部分。
分類
有限阿貝爾羣的基本定理聲稱所有有限阿貝爾羣G都可以表達為素冪(prime-power)階的循環子羣的直和。這是有限生成阿貝爾羣的基本定理在G有零秩時的特殊情況。
以任何下列規範方式:
- 數k1,...,ku是素數的冪
- k1整除k2,它又整除k3,如此直到ku。
另一個例子,所有8階段阿貝爾羣都同構於要麼
(整數0到7在模8加法下),
(奇數1到15在模16乘法下),要麼
。
小於等於16階的有限阿貝爾羣可參見小羣列表。
abel羣相關條目
- 初等阿貝爾羣
- 有限生成阿貝爾羣
- 自由阿貝爾羣
- 龐特里亞金對偶性
- 秩1無撓阿貝爾羣
- 參考資料
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- 1. Griffith, Phillip A. Infinite Abelian group theory. Chicago Lectures in Mathematics. University of Chicago Press. 1970.
- 2. Hillar, Christopher and Rhea, Darren (2007), Automorphisms of finite abelian groups. Amer. Math. Monthly 114, no. 10, 917-923
- 3. Szmielew, Wanda (1955) "Elementary properties of abelian groups," Fundamenta Mathematica 41: 203-71.