Sanna Ranto, LUKUTEORIA JA ALGEBRA
Versio 1, 1.11.2003
RYHMÄ
 

Tekijäryhmä

Olkoon (N,*) <|_ (G,*). Ryhmän (N,*) sivuluokkien joukosta ryhmässä (G,*) käytetään merkintää G/N, siis

G/N   = {a * N | a  (-  G}=  {a * N  |a  (-  D},

missä D on jokin sivuluokkien edustajisto.

Lause. Olkoon (N,*) <|_ (G,*). Joukko G/N muodostaa ryhmän seuraavasti määritellyn binäärioperaation  .  suhteen:

(a *N ) .(b * N ) = (a * b) * N,   A  a, b  (-  G.

Todistus. Osoitetaan ensimmäiseksi, että binäärioperaatio on hyvin määritelty eli tulo (a*N) . (b*N) = (a*b) *N on riippumaton edustajien a,b valinnasta. Valitaan toiset sellaiset edustajat a' ja b', että a * N = a'* N ja b * N = b'* N. Silloin a  (- a'* N, joten on olemassa sellainen n1  (- N, että a = a'* n1. Vastaavasti b  (- b'* N ja jollekin n2  (- N on b = b'* n2. Nyt pitää osoittaa, että (a * b) * N = (a'* b') * N. Olkoon n  (- N. Silloin operaation * assosiatiivisuuden nojalla on

               '         '            '       '
(a * b) * n = ((a * n1) * (b *n2) * n = a * n1 *b * n2 *n.

Koska (N,*) on normaali aliryhmä, niin jollekin n3  (- N on n1 * b' = b'* n3. Täten

              '  '                '   '   '
(a * b) * n = a *b * n3 *n2 * n = a * b * n,

kun n' = n3 * n2 * n  (- N. Täten a * b * N  (_ a'* b'* N. Samoin voidaan osoittaa, että a' * b' * N  (_ a * b * N. Täten binäärioperaatio on hyvin määritelty ja tästä seuraa ryhmän postulaatin (G0) toteutuvuus.

Binäärioperaation  .  assosiatiivisuus seuraa ryhmän (G,*) operaation assosiatiivisuudesta, sillä kaikilla a, b, c  (- G:

((a*N).(b*N )) .(c * N ) =  ((a * b) * N ) .(c *N ) = ((a *b) * c) * N
               =   (a * (b * c)) * N = (a * N ) .((b *c) *N ) = (a *N ) .((b * N ) .(c *N )).

Olkoon e ryhmän (G,*) neutraalialkio. Ryhmän (G/N, . ) neutraalialkio on e * N = N, sillä kaikilla a  (- G on

(e*N) .(a *N ) = (e *a) *N  = a * N =  (a * e) * N = (a *N ) .(e * N ).

Vastaavasti alkion a * N käänteisalkio on a-1 * N, sillä

(a*N).(a-1 * N ) = (a * a- 1) *N = e * N = (a-1 * a) *N = (a- 1 * N ) .(a * N ).

[]

Määritelmä. Olkoon (N,*) <|_ (G,*). Ryhmää (G/N, . ) sanotaan ryhmän (G,*) tekijäryhmäksi ryhmän (N,*) suhteen, kun operaatio  .  on määritelty kuten edellisessä lauseessa.

Huomaa, että #(G/N) = [G : N].


Linkit:
Normaali aliryhmä
Vasemmat sivuluokat