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1、§6.置换群6.1置换群6.2置换的表示方法:2-行法6.3循环6.4补充结论变换群的一种特例,叫做置换群,在代数里占一个很重要的地位.比方说,在解决方程能不能用根号解这个问题时就要用到这种群.这种群还有一个特点,就是它们的元可以用一种很具体的符号来表示,使得这种群里的计算比较简单.现在我们把这种群讨论一下.6.1置换群定义1一个有限集合的一个一一变换叫做一个置换.一个有限集合的若干个置换作成的一个群叫做一个置换群.我们看一个有限集合,有个元.由Ⅱ,5,的全体置换作成一个群.定义2一个包含个元的集合的全
2、体置换作成的群叫做次对称群.这个群用来表示.定理1次对称群的阶是!.6.2置换的表示方法:2-行法现在我们要看一看表示一个置换的符号.这种符号普通有两种,我们先说明第一种.我们看一个置换这样一个置换所发生的作用完全可以由,,…,这对整数来决定.表示置换的第一个方法就是把以上这个置换写成形式不唯一.在这种表示方法里,第一行的个数字的次序显然没有什么关系,比方说以上的我们也可用例1.假如那么不过我们普通用来表示这个.例2有6个元.这6个元可以写成,,,,,●如何计算乘法?(注意我们规定的顺序)(从右向左)●
3、如何求逆?=??无限非交换群我们已经看到过,这是我们的第一个有限非交换群的例子.可以说是一个最小的有限非交换群,因为以后我们会知道,一个有限非交换群至少要有六个元.●所以不是交换群.6.3循环为了说明置换的第二种表示方法,我们先证明一个公式.看两个特殊的置换:,那么以下公式成立:●先看一个例子●证明这个公式.我们只须注意,因为是,,…,这个元的一一变换,而在之下,,…,已经各是,…,的象,所以它们不能再是的象,这就是说,这样,将变成.显然,将变成定义的一个把变成变到,变到,…,变到,而使得其余的元,假如
4、还有的话,不变的置换,叫做一个循环置换.这样的一个置换我们用符号,,…或来表示.2-循环称为对换.例3我们看,这里一个任意的置换当然不一定是一个循环置换.例4的就不是一个循环置换.定理2每一个个元的置换都可以写成若干个互相没有共同数字的(不相连的)循环置换的乘积.一般来说,我们有但是,我们再用归纳法.证明先看一个例子.在中,I.当不使任何元变动的时候,就是当是恒等置换的时候,定理是对的.II.假定对于最多变动个元的定理是对的.现在我们看一个变动个元的.我们任意取一个被变动的元,从出发我们找的象,的象,这
5、样找下去,直到我们第一次找到一个为止,这个的象不再是一个新的元,而是我们已经得到过的一个元:因为我们一共只有个元,这样的是一定存在的.我们说.因为已经是的象,不能再是的象.这样,我们得到因为只使个元变动,,假如,本身已经是一个循环置换,我们用不着再证明什么.假如,由公式(1),但只使得个元变动,照归纳法的假定,可以写成不相连的循环置换的乘积:在这些里不会出现.不然的话,那么同不会再在其余的中出现,也必使但我们知道,使得不动,这是一个矛盾.这样,是不相连的循环置换的乘积:证完例5的全体元用循环置换的方法写
6、出来是,,,,,;定理3每一个有限群都与一个置换群同构.这就是说,每一个有限群都可以在置换群里找到例子.现在置换群又是一种比较容易计算的群,所以用置换群来举有限群的例是最合理的事.6.4补充结论1.每一个循环可以写出对换的乘积.进一步,对换个数的奇偶性是固定的.提示:2.每一个对换可以写出形如:(12),(13),…(1n)的乘积.提示:(ij)=(1i)(1j)(1i)3.每一个形如:(12),(13),…(1n)的对换可以写成(12),(23),(34)…(n-1n)的乘积.提示:(13)=(12)
7、(23)(12)(14)=(13)(34)(13)…………作业P55:2,5