Нормальная подгруппа
Норма́льная подгру́ппа (также инвариа́нтная подгру́ппа или нормальный делитель) — подгруппа особого типа, левый и правый смежные классы по которой совпадают. Такие группы важны, поскольку позволяют строить факторгруппу.
Определения
Подгруппа группы называется нормальной, если она инвариантна относительно сопряжений, то есть для любого элемента из и любого из элемент лежит в :
Следующие условия нормальности подгруппы эквивалентны:
- Для любого из .
- Для любого из .
- Множества левых и правых смежных классов в совпадают.
- Для любого из .
- изоморфна объединению классов сопряжённых элементов.
Условие (1) логически слабее, чем (2), а условие (3) логически слабее, чем (4). Поэтому условия (1) и (3) часто используются при доказательстве нормальности подгруппы, а условия (2) и (4) используются для доказательства следствий нормальности.
Примеры
- и — всегда нормальные подгруппы . Они называются тривиальными. Если других нормальных подгрупп нет, то группа называется простой.
- Центр группы — нормальная подгруппа.
- Коммутант группы — нормальная подгруппа.
- Любая характеристическая подгруппа нормальна, так как сопряжение — это всегда автоморфизм.
- Все подгруппы абелевой группы нормальны, так как . Неабелева группа, у которой любая подгруппа нормальна, называется гамильтоновой.
- Группа параллельных переносов в пространстве любой размерности — нормальная подгруппа евклидовой группы; например, в трёхмерном пространстве поворот, сдвиг и поворот в обратную сторону приводит к простому сдвигу.
- В группе кубика Рубика подгруппа, состоящая из операций, действующих только на угловые элементы, нормальна, так как никакое сопряжённое преобразование не заставит такую операцию действовать на краевой, а не угловой элемент. Напротив, подгруппа, состоящая лишь из поворотов верхней грани, не нормальна, так как сопряжения позволяют переместить части верхней грани вниз.
Свойства
- Нормальность сохраняется при сюръективных гомоморфизмах и взятии обратных образов.
- Ядро гомоморфизма — нормальная подгруппа.
- Нормальность сохраняется при построении прямого произведения.
- Нормальная подгруппа нормальной подгруппы не обязана быть нормальной в группе, то есть нормальность не транзитивна. Однако характеристическая подгруппа нормальной подгруппы нормальна.
- Каждая подгруппа индекса 2 нормальна. Если — наименьший простой делитель порядка , то любая подгруппа индекса нормальна.
- Если — нормальная подгруппа в , то на множестве левых (правых) смежных классов можно ввести групповую структуру по правилу
- Полученное множество называется факторгруппой по .
- нормальна тогда и только тогда, когда она тривиально действует на левых смежных классах .
- Каждая нормальная подгруппа является квазинормальной
Исторические факты
Эварист Галуа первым понял важность нормальных подгрупп.
Ссылки
- Винберг Э. Б. Курс алгебры — М.:Издательство «Факториал Пресс», 2002, ISBN 5-88688-060-7
- Кострикин А.И. Введение в алгебру. Часть III. Основные структуры. — 3-е изд. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 272 с. — ISBN 5-9221-0489-6.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.