【抽代复习笔记】20-群(十四):定理6的补充证明及三道循环置换例题

例1:找出S3中所有不能和(123)交换的元。

解:因为 (123)(1) = (1)(123) = (123),(123)(132) = (132)(123) = (1),所以(1)、(132)和(123)均可以交换;

而(12)(123) = (23),(123)(12) = (13),故 (12)(123) ≠ (123)(12),因此(12)和(123)不可交换;

同理,(13),(23)也与(123)不可交换。

因此,S3中所有不能和(123)交换的元有(12),(13),(23)。

定理9:Sn中每一个元都可以写为(12),(13),...,(1n)这n-1个2-循环置换中若干个的乘积。

【++证明补充:定理6(见上一篇文章):两个不相交的循环置换的乘积可交换。++】

证:设A = {1,2,...,n},Sn是n次对称群。

σ = (r1r2...rn),r = (t1t2...tl)是Sn中不相交的循环置换,即:

{r1,r2,...,rk} ∩ {t1,t2,...,tl} = ∅,将σ和r视为映射,证σr = rσ------

对任意i∈A,

①若i∈{r1,r2,...,rk},则i∉{t1,t2,...,tl},

σ(i) = rm,则rm∉{t1,t2,...,tl},从而:

(σ o r)(i) = σ(r(i)) = σ(i) = rm,(r o σ)(i) = r(σ(i)) = r(rm) = rm,

因此 (σ o r)(i) = (r o σ)(i) = rm,即σr = rσ;

②若i∈{t1,t2,...,tl},即i∉{r1,r2,...,rk},

令 r(i) = tn∉{r1,r2,...,rk},从而:

(σ o r)(i) = σ(r(i)) = σ(tn) = tn,(r o σ)(i) = r(σ(i)) = r(i) = tn,

因此(σ o r)(i) = (r o σ)(i) = tn,即σr = rσ;

③若i∉{t1,t2,...,tl,r1,r2,...,rk},则σ(i) = i = r(i),从而:

(σ o r)(i) = σ(r(i)) = σ(i) = i,(r o σ)(i) = r(σ(i)) = r(i) = i,

因此(σ o r)(i) = (r o σ)(i) = i,即σr = rσ。

综上所述,不管是哪种情况,都有σr = rσ,由此得证两个不相交的循环置换的乘积可交换。

例2:证明,一个k-循环置换的阶为k。

证:设σ = (i1i2...ik)是Sn上的一个k-循环,因为:

σ(i1) = i2,σ(i2) = σ(σ(i1)) = σ(i1)^2 = i3,σ(i3) = σ(σ(i2)) = σ(i1)^3 = i4,......,σ(i1)^(k-1) = ik,σ(i1)^k = σ(ik) = i1,

因此σ(i1)^k = i1,但σ(i1)^l ≠ i1(0<l<k),

类似地,对于任意j∈{2,3,k-1,k},都有σ(ij)^k = ij,且σ(ij)^l ≠ ij(l<k),

由此得σ^k = (1),也就是|σ| = k。

例3:证明,Sn中每一个元都可写为(12),(13),......,(1n)中若干个的乘积。

证:设σ是Sn中任一k-循环,

(1)若1在σ中出现,则:

σ = (1 i1 i2 ...... ik-1) = (1 ik-1)(1 ik-2)......(1 i1);

(2)若1没在σ中出现,则:

σ = (i1 i2 ...... ik) = (1 i1)(1 i1 i2 ...... ik) = (1 i1)(1 ik)(1 ik-1)......(1 i1)

综上,Sn中每一个元都可写为(12),(13),......,(1n)中若干个的乘积,命题得证。

(待续......)

相关推荐
XGeFei6 小时前
【AI应用/Agent智能体搭建平台2】Dify——自部署
人工智能·笔记·学习
hsjiasb6 小时前
FreeRTOS学习(二十三)——消息缓冲区(Message Buffer)
stm32·单片机·嵌入式硬件·学习·freertos
祈禾7 小时前
Redis三大缓存问题与分布式锁
运维·数据库·redis·笔记·分布式·缓存
我的xiaodoujiao8 小时前
快速学习Python基础知识详细图文教程17--类型注解和断点调试
开发语言·python·学习·测试工具
IT古董10 小时前
【MES学习笔记系列】MES 厂商与产品对比
笔记·学习
wangyue_msn_8610 小时前
Agent知识学习笔记——03 RAG
笔记·学习·ai编程
嘶哈哈哈10 小时前
# 异构十电机机架数学建模:从单电机力矩到受约束控制分配
笔记
呱呱巨基10 小时前
Linux 查找命令
linux·笔记·学习·查找命令
zhangrelay12 小时前
ROS 2 Lyrical 第4章 URDF机器人建模与Gazebo Garden仿真
linux·笔记·学习·ubuntu·机器人·ros2
Dave12054612 小时前
AI Agent学习 Day14:LangGraph进阶 —— 条件分支、Tool Node与Memory持久化
人工智能·学习