86125 (Элементарное изложение отдельных фрагментов теории подгрупповых функторов)

_{Министерство} образования Республики Беларусь

Учреждение образования

"Гомельский государственный университет

им. Ф. Скорины"

Математический факультет

Курсовая работа

Элементарное изложение отдельных фрагментов теории подгрупповых функторов

Исполнитель:

Студентка группы М-42

Ларченко А.Ю.

Научный руководитель:

Канд. физ-мат. наук, доцент

Зверева Т.Е.

Гомель 2006

Содержание

Введение

Перечень условных обозначений

1. Общие определения и обозначения

2. Используемые результаты

3. Определения и основные примеры подгрупповых функторов

4. Решетки подгрупповых функторов

5. Классы групп с заданными решетками подгрупповых функторов

Заключение

Список использованных источников

Введение

Согласно теореме о соответствии между подгруппами основной группы, содержащие нормальную подгруппу и подгруппами из факторуппы существует взаимнооднозначное соответствие, при котором нормальным подгруппам соответствуют нормальные подгруппы, субнормальным подгруппам соответствуют субнормальные и т.д.

Этот факт лежит в основе следующего определения, введеного в монографии А.Н. Скибы "Алгебра формаций." (Мн.: Беларуская навука, 1997).

Пусть некоторый класс групп. Составим с каждой группой некоторую систему ее подгрупп . Будем говорить, что - подгрупповой -функтор или подгрупповой функтор на , если выполняются следующие условия:

1) для всех ;

2) для любого эпиморфизма , где А, и для любых групп и имеет место и

Значение этого понятия связано прежде всего с тем, что подгрупповой функтор выделяет в группе те системы подгрупп, которые инвариантны относительно гомоморфизма и поэтому удобны при проведении индуктивных рассуждений.

Целью данной дипломной работы является элементарное изложение отдельных фрагментов теории подгрупповых функтороф, доступное для понимания в рамках специальных курсов математических факультетов.

Дипломная работа состоит из введения, общей части, включающей 5 параграфов, заключения и списка используемой литературы.

В первом параграфе приводятся общие определения и обозначения.

Во втором параграфе даются те известные результаты теории групп, которые используются в основном тексте дипломной работы.

Третий параграф посвящен изучению основных понятий подгрупповых функторов и рассмотрению примеров. Здесь из различных источников собраны и систематизированы основные определения и примеры подгрупповых функторов.

В параграфе четыре систематизирован теоретический материал по теме "Решетки подгрупповых функторов".

Параграф пять изучает свойства конечных групп в зависимости от свойств соответствующих решеток подгрупповых функторов.

Перечень условных обозначений

- принадлежность элемента множеству;

- знак включения множеств;

- знак строгого включения;

и - соответственно знаки пересечения и объединения множеств;

- пустое множество;

- множество всех простых чисел;

- некоторое множество простых чисел, т.е. ;

Пусть - группа. Тогда:

- порядок группы ;

- порядок элемента группы ;

- коммутант группы , т.е. подгруппа, порожденная коммутаторами всех элементов группы ;

- является подгруппой группы ;

- является собственной подгруппой группы ;

- является максимальной подгруппой группы ;

- является нормальной подгруппой группы ;

- является субнормальной подгруппой группы ;

- является минимальной нормальной подгруппой группы ;

- факторгруппа группы по подгруппе ;

- индекс подгруппы в группе ;

- нормализатор подгруппы в группе ;

Если и - подгруппы группы , то:

- и изоморфны.

Пусть - группа, и , тогда:

- правый смежный класс,

- левый смежный класс;

- совокупность всех нормальных подгрупп группы ;

- группа порядка ;

Скобки применяются для обозначения подгрупп, порождённых некоторым множеством элементов или подгрупп.

- подгруппа, порожденная элементами и .

- подгрупповой - функтор или подгрупповой функтор на , где - некоторый класс групп;

- совокупность всех - подгрупп группы ;

- тривиальный подгрупповой - функтор;

- единичный подгрупповой - функтор;

- ограничение подгруппового - функтора на класс групп ;

- пересечение системы подгрупповых - функторов ;

- решётка всех подгрупповых - функторов;

- решётка всех замкнутых подгрупповых - функторов;

Прописными готическими буквами обозначаются классы групп, т.е. всякое множество групп, содержащее вместе с каждой своей группой и все группы, ей изоморфные, в частности, формации, т.е. классы групп, замкнутые относительно факторгрупп и подпрямых произведений.

Стандартные обозначения, закрепленные за некоторыми классами групп:

- класс всех групп;

- класс всех абелевых групп;

1. Общие определения и обозначения

Бинарной алгебраической операцией на множестве называют отображение декартова квадрата во множество . Если - бинарная операция на , то каждой упорядоченной паре элементов из соответствует однозначно определенный элемент . Бинарную операцию на обозначают одним из символов: и т.д. Если, например, вместо условимся писать , то вместо пишем .

Говорят, что на множестве X определена бинарная операция (умножение), если для всех .

Если для всех , то операция называется ассоциативной.

Если для всех , то операция называется коммутативной.

Элемент называется единичным, если для всех .

Обратным к элементу называется такой элемент , что .

Полугруппой называется непустое множество с бинарной алгебраической операцией (умножение), удовлетворяющей следующим требованиям:

(1) операция определена на , т.е. для всех и ;

(2) операция ассоциативна, т.е. для любых .

Группой называется непустое множество с бинарной алгебраической операцией (умножением), удовлетворяющей следующим требованиям:

(1) операция определена на , т.е. для всех и ;

(2) операция ассоциативна, т.е. для любых ;

(3) в существует единичный элемент, т.е. такой элемент , что для всех ;

(4) каждый элемент обладает обратным, т.е. для любого существует такой элемент , что .

Группу с коммутативной операцией называют коммутативной или абелевой.

Если - конечное множество, являющееся группой, то G называют конечной группой, а число элементов в - порядком группы .

Также группой называется непустое множество с бинарной алгебраической операцией (умножением), удовлетворяющей следующим требованиям:

(1) операция определена на ;

(2) операция ассоциативна;

(3) уравнения , имеют решения для любых элементов .

Подмножество группы называется подгруппой, если - группа относительно той же операции, которая определена на группе . Для подгруппы используется следующее обозначение: . Запись читается так: - подгруппа группы .

Также можно дать следующее определение подгруппы конечной группы. Непустое подмножество конечной группы называется подгруппой, если для всех и

Собственной называется подгруппа, отличная от группы.

Пусть - группа, и . Правым смежным классом группы по подгруппе называется множество всех элементов группы вида , где пробегает все элементы подгруппы .

Аналогично определяется левый смежный класс

Если - конечная группа, то число различных правых смежных классов по подгруппе также будет конечно, оно называется индексом подгруппы в группе и обозначается через .

Подгруппа называется нормальной подгруппой группы , если для всех . Запись читается так: - нормальная подгруппа группы Равенство означает, что для любого элемента существует элемент такой, что .

Пусть - нормальная подгруппа группы . Обозначим через совокупность всех левых смежных классов группы по подгруппе , т.е. . Группа называется факторгруппой группы по подгруппе и обозначается через .

Условимся через S обозначать совокупность всех подгрупп группы , содержащих подгруппу . В частности, S = S - совокупность всех подгрупп группы , а S .

Каждая нормальная подгруппа группы определяет цепочку . Обобщая эту ситуацию, цепочку

вложенных друг в друга нормальных подгрупп группы называют нормальным рядом в .

Ряд называется субнормальным, если выполняется более слабое условие: каждый предыдущий его член есть нормальная подгруппа следующего члена, т.е. для