柯西定理 (群论)

✍ dations ◷ 2025-07-07 18:34:49 #数学定理,有限群

柯西定理是一个在群论里的定理,以奥古斯丁·路易·柯西的名字来命名。其叙述著若是一个有限群且是一个可整除之阶(的元素数目)的质数,则会有一个阶的元素。亦即,存在一个于内的,使得为让=的最小非零整数,其中为单位元素。

此一定理为拉格朗日定理的部分相反,其叙述著有限群的每一个子群之阶都会整除的阶。柯西定理表示对于每一个之阶的质因数,总存在一个内阶之子群-由柯西定理内之元素产生的循环群。

我们对 = ||使用数学归纳法。考虑是阿贝尔群,以及不是阿贝尔群的两个情况。假设是阿贝尔群。如果是单群,那么它一定是素数阶循环群,因此显然含有阶的元素。否则存在一个非平凡的正规子群 H G {\displaystyle H\triangleleft G} 能整除||,那么根据归纳假设,含有一个阶的元素,因此也含有阶的元素。否则,根据拉格朗日定理,一定能整除指数,因此根据归纳假设,商群/含有一个阶的元素;也就是说,在中存在一个,使得() = = 。那么在中存在一个元素,使得 = 1——的单位元。容易验证,对于中的每一个元素,都存在中的一个元素,使得 = ,因此在中存在,使得 = 。所以的阶为,阿贝尔群的情况得证。

假设不是阿贝尔群,那么它的中心是真子群。如果对于某个非中心元素(也就是说,不在内),能整除中心化子()的阶,那么()就是一个真子群,因此根据归纳假设,它含有一个阶的元素。否则,根据拉格朗日定理,一定能整除指数,对于所有的非中心。利用类方程,可知能整除方程的左端(||),因此也能整除右端的所有被加数,除了可能不整除||以外。然而,经过一番计算就可发现,必须也能整除的阶,因此根据归纳假设,中心子群含有一个阶的元素,因为它是真子群,所以它的阶严格小于的阶。证毕。

相关

  • 弱相互作用弱相互作用(又称弱力或弱核力)是自然的四种基本力中的一种,其余三种为强核力、电磁力及万有引力。亚原子粒子的放射性衰变就是由它引起的,恒星中一种叫氢聚变的过程也是由它启动
  • 苔藓动物外肛动物门(Ectoprocta)是动物界的一个门,其下的物种通称苔藓虫(bryozoans)。外肛动物过去常与内肛动物合称为苔藓动物门(学名:Bryozoa),目前所称的苔藓动物已专指外肛动物。目前生存
  • 1997年 西西里第十九届夏季世界大学生运动会于1997年8月20日至8月31日在意大利西西里举行,这是意大利第四次主办夏季世界大学生运动会,该届赛事共设10个大项。*  主办国家/地区(意大利)
  • 2,4,N-三硝基苯氨基乙酸铅2,4,-三硝基苯氨基乙酸铅是一种化合物,化学式为Pb(C8H5N4O8)2。撞击感度>36%。分解产物含铅的氧化物。2,4-二硝基氯苯和氨基乙酸在催化剂下反应,得到2,4-二硝基苯氨基乙酸(产率
  • 拉托雷公爵拉托雷公国(西班牙语:Ducado de la Torre)是西班牙一个世袭公爵头衔,拥有西班牙贵族头衔一等格伦代(英语:Grandes de España (Current)),于1862年11月由西班牙女王伊莎贝拉二世授予
  • 霍恩群岛霍伦群岛(法语:Îles Horn),又称富图那群岛(Îles Futuna),是瓦利斯和富图纳群岛的群岛,由富图纳岛和阿洛菲岛组成,总土地面积64平方公里。该群岛在1616年被荷兰航海家威廉·史旺腾与
  • 东方红水库 (海伦)东方红水库,位于中华人民共和国黑龙江省海伦市北部双录林场,是扎音河上游的一座大型水库。水库工程于1958年开工,1965年竣工运行。水库是一座以防洪、灌溉为主,兼有城镇供水、养
  • 纳尔逊·古德曼纳尔逊·古德曼(英语:Henry Nelson Goodman,1906年8月7日-1998年11月25日)是一位美国哲学家,以反事实条件、分体论、绿蓝和蓝绿问题、非现实主义和美学而闻名。古德曼出生于马萨
  • 森贝儿家族森贝儿家族(日语:シルバニアファミリー),是由日本EPOCH公司所发行的一系列动物为主题的玩偶。最先发售于1985年,台湾的玩具是由丽婴国际代理。森贝儿家族系列玩具一共分为房子,家
  • 1911年4月28日日食1911年4月28日日食是一次日全食,发生于1911年4月28日(东半球为4月29日)。新月当天(即朔日),地球上观测到月球和太阳的角距离极小,此时月球如果恰好在月球交点附近,穿过太阳和地球之