p群 回歴

有限アーベル群Gの位数#G

#Gは素因数分解を使う。

それぞれの素数に対して、シロー部分群が対応して、

Gがそのシロー部分群の直積と同型である。

 

 

p群、位数がpの冪乗で表される群

群の中心、群の任意の要素について、左からでも右から作用しても変わらない要素からなる群。

部分群Hの中心化群とは、どのHの元についても左からかけようが右からかけても変わらないGの要素の集合。

数学的に記述すると、 Z_G(H) = \{ g \in G | \forall h \in H , gh = hg \}

 

共役類

元と元の関係としての、共役。

a,bが共役とは、 b = gag^{-1}なる g \in Gが存在することを言う。

この共役による同値類を共役類と言う。

 

類等式

 |G| = \Sigma |C_i|

有限群の位数は、共役類の位数の総和と等しい。

 

群の中心に属する元は、定義よりそれぞれ一つの元のみで共役類を構成する。

群の中心に属さない元は、複数の元で共役類を構成する。

 

正規部分群とは、部分群であり、 \forall n \in N , \forall g \in G, gng^{-1} \in Nを満たすもの。Gの元で左と右で挟んでも、閉じてます、と言うもの。

これの嬉しいところは、左剰余類と右剰余類が一致すること。

また、Gがアーベル群なら、G/Nもアーベル群になること。

Gが有限群なら、 |G/N| = \frac{|G|}{|N|}となること。これは、ラグランジュの定理。 

つまり、Gが有限アーベル群なら、G/Nは位数|G|/|N|のアーベル群になる、と言うこと。

 

Gを有限群とすると、xの共役類C(x)の位数は、 |C(x)| = \frac{|G|}{|Z_G(x)|}となる。

つまり、群の位数をxの固定化群(左からかけて右から逆元で挟んでも同じ、と言うような左の元の集まり)の位数で割ったものと等しい。

例えば、群の中心のものなら、固定化群は全ての元なので、共役類の位数は1となる。

 

これを利用したら、p群の中心の位数が1でないことを証明できる。

 

群の中心は、Gの全ての元と可換になるような元全体のなす集合で、常に正規であり、アーベル群でもある。

 

正規部分群は、群の任意の元による内部自己同型の元で不変な部分群(from wikipedia)

 

Gを有限群、pをGの位数の素因数とする。pと互いに素な自然数mを用いて、 |G| = p^amと書くと、

 |H| = p^aとなる部分群Hをシローp部分群と言う。