初等阿貝爾群

在群論中,初等阿貝爾群是有限阿貝爾群,這裡的所有非平凡元素都有 p 階而 p 是素數。

介紹

在群論中, 初等阿貝爾群是有限阿貝爾群,這裡的所有非平凡元素都有p階而p是素數。

通過有限生成阿貝爾群的分類,所有初等阿貝爾群必定有如下形式

(Z/pZ)n.

對於非負整數n。這裡的Z/pZ指示p階的循環群(或等價的整數模以p),而冪符號表示意味著n元笛卡爾積。

例子和形式

•初等阿貝爾群 (Z/2Z) 2有四個元素: { [0,0], [0,1], [1,0], [1,1] }。加法是逐分量進行,結果要模以 2。例如,[1,0] + [1,1] = [0,1]。

•(Z/pZ) n由n個元素生成,而n是最小的可能的生成元數目。特別是集合 {e, ...,e} 這裡的e在第i個分量中為 1 而在其他地方為 0 是極小生成集合。

•所有初等阿貝爾群都有非常簡單的有限展示:

初等阿貝爾群 初等阿貝爾群

( / ) < , ..., | = 1, = >.

向量空間結構

初等阿貝爾群 初等阿貝爾群
初等阿貝爾群 初等阿貝爾群

假設 = ( / )是初等阿貝爾群。因為 /,即 個元素的有限域,我們有 = ( / ),所以 可以被認為是在域 上的 -維向量空間。

讀者可能發現 F有比群 更大的結構,特別是它除了(向量/群)加法之外還有標量乘法。但是 作為阿貝爾群有唯一一個 -模結構,這裡的 的作用對應於重複的加法,而這個 -模結構一致於 標量乘法。就是說, · = + +...+ ( 次) 這裡的 在 中(考慮為整數帶有 0≤ < ) 給予 一個自然的 -模結構。

自同構群

作為向量空間V有如例子中那樣的基{e, ...,e}。如果我們選取 {v, ...,v} 為任何V的n個元素,則通過線性代數我們有映射T(e) =v唯一擴張為 V 的線性變換。每個這種 T 都可以被認為是從V到V的群同態(自同態)並同V的任何自同態一樣可以被認為是V作為向量空間的線性變換。

如果我們限制注意力於V的自同構,我們有 Aut(V) = {T:V->V| kerT= 0 } = GL(F),即在 F上的n×n可逆矩陣的一般線性群。

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