กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

ชุดย่อย

การเปลี่ยนเส้นทางที่สามารถพิมพ์ได้/เปลี่ยนเส้นทางไปยังส่วนต่างๆ

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ใน ทฤษฎีกลุ่ม อนุกรม ของกลุ่มย่อยของกลุ่ม หนึ่งจี{\displaystyle G}เป็นห่วงโซ่ของกลุ่มย่อย :

ชุดย่อย

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ใน ทฤษฎีกลุ่ม อนุกรม ของกลุ่มย่อยของกลุ่ม หนึ่งจี{\displaystyle G}เป็นห่วงโซ่ของกลุ่มย่อย :

1=เอ0เอ1เอn=จี{\displaystyle 1=A_{0}\leq A_{1}\leq \cdots \leq A_{n}=G}

ที่ไหน1{\displaystyle 1}คือกลุ่มย่อยที่ไม่สำคัญอนุกรมกลุ่มย่อยสามารถทำให้การศึกษากลุ่มง่ายขึ้น โดยการศึกษาเฉพาะกลุ่มย่อยที่ง่ายกว่าและความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มย่อยเหล่านั้น และอนุกรมกลุ่มย่อยหลายชุดสามารถกำหนดได้อย่างไม่เปลี่ยนแปลง และเป็นค่าคงที่ที่สำคัญของกลุ่ม อนุกรมกลุ่มย่อยถูกนำมาใช้ในวิธีการกลุ่มย่อย

อนุกรมกลุ่มย่อยเป็นตัวอย่างพิเศษของการใช้การกรองในพีชคณิตนามธรรม

คำนิยาม

ซีรีส์ปกติ ซีรีส์ไม่ปกติ

อนุกรมซับนอร์มอล (หรืออนุกรมนอร์มอล , หอคอยนอร์มอล , อนุกรมซับอินแวเรียนต์หรือเรียกสั้นๆ ว่าอนุกรม ) ของกลุ่มGคือลำดับของกลุ่มย่อยแต่ละกลุ่มซึ่งแต่ละกลุ่ม ย่อย เป็นกลุ่มย่อยนอร์มอลของกลุ่มถัดไป ในสัญลักษณ์มาตรฐาน

1=เอ0เอ1เอn=จี.{\displaystyle 1=A_{0}\triangleleft A_{1}\triangleleft \cdots \triangleleft A_{n}=G.}

ไม่มีข้อกำหนดว่าA จะต้องเป็นกลุ่มย่อยปกติของGเพียงแต่ต้องเป็นกลุ่มย่อยปกติของ A เท่านั้น กลุ่มผลหารA / A เรียกว่ากลุ่มตัวประกอบของอนุกรม

ถ้า A แต่ละจำนวน ปกติในGด้วยแล้ว อนุกรมนั้นจะเรียกว่าอนุกรมปกติ (normal series ) เมื่อไม่ได้ใช้คำนี้ในความหมายที่อ่อนกว่า หรือเรียกว่าอนุกรมไม่เปลี่ยนแปลง (invariant series )

ความยาว

อนุกรมที่มีคุณสมบัติเพิ่มเติมว่าA A สำหรับทุกiเรียกว่าอนุกรมที่ไม่มีการซ้ำกันหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ แต่ละA เป็นกลุ่มย่อยแท้ของA ความยาวของอนุกรมคือจำนวนของการรวมอย่างเคร่งครัดA < A ถ้าอนุกรมไม่มีการซ้ำกัน ความยาวของอนุกรมคือn

สำหรับอนุกรมย่อยปกติ ความยาวของอนุกรมคือจำนวน กลุ่มปัจจัยที่ ไม่ใช่กลุ่มปัจจัยศูนย์แต่ละกลุ่มปัจจัยที่ไม่ใช่กลุ่มปัจจัยศูนย์จะมีอนุกรมปกติที่มีความยาว 1 กล่าวคือ1จี{\displaystyle 1\triangleleft G}และกลุ่มย่อยปกติแท้ที่ไม่ใช่กลุ่มย่อยที่ไม่สำคัญใดๆ จะให้ชุดอนุกรมปกติที่มีความยาว 2 สำหรับกลุ่มง่ายชุดอนุกรมที่ไม่สำคัญที่มีความยาว 1 คือชุดอนุกรมย่อยปกติที่ยาวที่สุดที่เป็นไปได้

อนุกรมขึ้น, อนุกรมลง

สามารถระบุอนุกรมได้ทั้งแบบเรียงลำดับจากน้อยไปมาก:

1=เอ0เอ1เอn=จี{\displaystyle 1=A_{0}\leq A_{1}\leq \cdots \leq A_{n}=G}

หรือเรียงลำดับจากมากไปน้อย:

จี=บี0บี1บีn=1.{\displaystyle G=B_{0}\geq B_{1}\geq \cdots \geq B_{n}=1.}

สำหรับอนุกรมจำกัดที่กำหนดให้ ไม่มีความแตกต่างระหว่าง "อนุกรมจากน้อยไปมาก" หรือ "อนุกรมจากมากไปน้อย" นอกเหนือจากสัญลักษณ์ อย่างไรก็ตาม สำหรับ อนุกรม อนันต์มีความแตกต่างอยู่: อนุกรมจากน้อยไปมาก

1=เอ0เอ1จี{\displaystyle 1=A_{0}\leq A_{1}\leq \cdots \leq G}

มีพจน์ที่เล็กที่สุด พจน์ที่เล็กเป็นอันดับสอง และอื่นๆ แต่ไม่มีพจน์ที่ใหญ่ที่สุด ไม่มีพจน์ที่ใหญ่เป็นอันดับสอง และอื่นๆ ในขณะที่อนุกรมที่ลดลงนั้นตรงกันข้าม

จี=บี0บี11{\displaystyle G=B_{0}\geq B_{1}\geq \cdots \geq 1}

มีคำที่ใหญ่ที่สุด แต่ไม่มีคำที่เล็กที่สุด

นอกจากนี้ เมื่อกำหนดสูตรเวียนเกิดสำหรับการสร้างอนุกรมแล้ว พจน์ที่ได้จะเป็นอนุกรมจากน้อยไปมากหรือจากมากไปน้อย และเราจะเรียกอนุกรมที่ได้ว่าเป็นอนุกรมจากน้อยไปมากหรือจากมากไปน้อยตามลำดับ ตัวอย่างเช่นอนุกรมที่ได้มาและอนุกรมกลางล่างเป็นอนุกรมจากมากไปน้อย ในขณะที่อนุกรมกลางบนเป็นอนุกรมจากน้อยไปมาก

กลุ่มโนเธอร์เรียน กลุ่มอาร์ทิเนียน

กลุ่มที่ตรงตามเงื่อนไขสายโซ่ขึ้น (ACC) บนกลุ่มย่อยเรียกว่ากลุ่มโนเธอร์เรียน (Noetherian group ) และกลุ่มที่ตรงตามเงื่อนไขสายโซ่ลง (DCC) เรียกว่ากลุ่มอาร์ทิเนียน (Artinian group) (อย่าสับสนกับกลุ่มอาร์ทิน (Artin groups )) โดยเปรียบเทียบกับวงแหวนโนเธอร์เรียน (Noetherian rings ) และวงแหวนอาร์ทิเนียน (Artinian rings ) เงื่อนไข ACC เทียบเท่ากับเงื่อนไขสูงสุด กล่าว คือ ทุก กลุ่มย่อย ที่ไม่ว่างเปล่าจะมีสมาชิกสูงสุด และเงื่อนไข DCC เทียบเท่ากับเงื่อนไขต่ำสุด ที่คล้ายคลึง กัน

กลุ่มหนึ่งอาจเป็นกลุ่มโนเธอร์เรียนแต่ไม่ใช่กลุ่มอาร์ทิเนียน เช่นกลุ่มวัฏจักรอนันต์และแตกต่างจากวงแหวนตรงที่ กลุ่มหนึ่งอาจเป็นกลุ่มอาร์ทิเนียนแต่ไม่ใช่กลุ่มโนเธอร์เรียน เช่นกลุ่มพรูเฟอร์กลุ่มจำกัดทุกกลุ่มเป็นทั้งกลุ่มโนเธอร์เรียนและกลุ่มอาร์ทิเนียนอย่างชัดเจน

ภาพโฮโมมอร์ฟิกและกลุ่มย่อยของกลุ่มโนเธอร์เรียนเป็นกลุ่มโนเธอร์เรียน และการขยายกลุ่มโนเธอร์เรียนด้วยกลุ่มโนเธอร์เรียนก็เป็นกลุ่มโนเธอร์เรียนเช่นกัน ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันนี้ใช้ได้กับกลุ่มอาร์ทิเนียนด้วย

กลุ่มโนเธอร์เรียนเทียบเท่ากับกลุ่มที่ทุกกลุ่มย่อยถูกสร้างขึ้นโดยจำนวนจำกัดซึ่งแข็งแกร่งกว่าการที่กลุ่มนั้นถูกสร้างขึ้นโดยจำนวนจำกัด: กลุ่มอิสระบนตัวสร้าง 2 ตัวหรือมากกว่านั้นถูกสร้างขึ้นโดยจำนวนจำกัด แต่ประกอบด้วยกลุ่มอิสระที่มีอันดับอนันต์

กลุ่มโนเธอร์เรียนไม่จำเป็นต้องเป็นส่วนขยายจำกัดของกลุ่มโพลีไซคลิก[ 1 ]

อนุกรมอนันต์และอนุกรมอนันต์

อนุกรมกลุ่มย่อยอนันต์สามารถกำหนดและเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติได้เช่นกัน ในกรณีนี้ ชุดดัชนีเฉพาะ ( เรียงลำดับอย่างสมบูรณ์ ) จะมีความสำคัญ และมีความแตกต่างระหว่างอนุกรมจากน้อยไปมากและอนุกรมจากมากไปน้อย อนุกรมจากน้อยไปมาก1=เอ0เอ1จี{\displaystyle 1=A_{0}\leq A_{1}\leq \cdots \leq G}ที่ซึ่งเอฉัน{\displaystyle A_{i}}หากดัชนีเป็นจำนวนธรรมชาติอาจเรียกง่ายๆ ว่าอนุกรมเพิ่มขึ้นอนันต์และในทางกลับกันสำหรับอนุกรมลดลงอนันต์หากกลุ่มย่อยมีดัชนีโดยทั่วไปเป็นจำนวนเชิงอันดับจะได้อนุกรมอนันต์[ 2 ]เช่น อนุกรมเพิ่มขึ้นนี้:

1=เอ0เอ1เอωเอω+1=จี{\displaystyle 1=A_{0}\leq A_{1}\leq \cdots \leq A_{\omega }\leq A_{\omega +1}=G}

เมื่อกำหนดสูตรเวียนเกิดสำหรับการสร้างอนุกรมแล้ว เราสามารถกำหนดอนุกรมอนันต์ได้โดยใช้การเวียนเกิดอนันต์โดยการกำหนดอนุกรมที่ลำดับลิมิตโดย เอλ:=α<λเอα{\displaystyle A_{\lambda }:=\bigcup _{\alpha <\lambda }A_{\alpha }}(สำหรับอนุกรมที่เพิ่มขึ้น) หรือเอλ:=α<λเอα{\displaystyle A_{\lambda }:=\bigcap _{\alpha <\lambda }A_{\alpha }}(สำหรับอนุกรมที่ลดลง) ตัวอย่างพื้นฐานของการสร้างนี้ ได้แก่อนุกรมกลางล่าง อนันต์ และอนุกรมกลางบน

เซตที่มีลำดับสมบูรณ์อื่นๆ เกิดขึ้นได้ยากมาก หรือแทบจะไม่เกิดขึ้นเลย ในฐานะเซตดัชนีของอนุกรมกลุ่มย่อย ตัวอย่างเช่น เราสามารถกำหนดอนุกรมกลุ่มย่อยแบบอนันต์คู่ (อนุกรมที่มีดัชนีเป็น จำนวนเต็ม ) ได้ แต่แทบจะไม่พบเห็นอนุกรมกลุ่มย่อยแบบอนันต์คู่ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเลย:

1เอ1เอ0เอ1จี{\displaystyle 1\leq \cdots \leq A_{-1}\leq A_{0}\leq A_{1}\leq \cdots \leq G}

การเปรียบเทียบอนุกรม

การปรับปรุงอนุกรมคืออนุกรมอีกชุดหนึ่งที่ประกอบด้วยพจน์ทั้งหมดของอนุกรมเดิม อนุกรมย่อยปกติสองชุดจะถือว่าสมมูลกันหรือ เป็น ไอโซมอร์ฟิกกันถ้ามีการจับคู่แบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่างเซตของกลุ่มตัวประกอบของอนุกรมทั้งสอง โดยที่กลุ่มตัวประกอบที่สอดคล้องกันเป็นไอโซมอร์ฟิกกันการปรับปรุงจะให้ลำดับบางส่วนแก่อนุกรม จนถึงความสมมูล และอนุกรมเหล่านี้จะก่อตัวเป็นแลตทิซในขณะที่อนุกรมย่อยปกติและอนุกรมปกติจะก่อตัวเป็นซับแลตทิซ การมีอยู่ของค่าสูงสุดของอนุกรมย่อยปกติสองชุดคือทฤษฎีบทการปรับปรุงของชไรเออร์สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคืออนุกรมสูงสุด ที่ไม่มีการซ้ำกัน

ตัวอย่าง

อนุกรมสูงสุด

ในทำนองเดียวกัน อนุกรมย่อยปกติซึ่งแต่ละA เป็น กลุ่มย่อยปกติ สูงสุดของA หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง อนุกรมประกอบคืออนุกรมย่อยปกติซึ่งแต่ละกลุ่มตัวประกอบเป็นกลุ่มเดี่ยว
  • อนุกรมหลักคืออนุกรมปกติ สูงสุด

สามารถแก้ได้และเป็นนิลโพเทนต์

  • กลุ่มที่แก้ได้หรือกลุ่มที่ละลายได้ คือกลุ่มที่มีอนุกรมย่อยปกติ ซึ่งกลุ่มตัวประกอบทั้งหมดเป็นกลุ่มอาเบเลียน
  • อนุกรมนิลโพเทนต์คืออนุกรมซับนอร์มัลที่ผลหารที่ต่อเนื่องกันเป็นอนุกรมนิลโพเทนต์
อนุกรมนิลโพเทนต์จะมีอยู่ก็ต่อเมื่อกลุ่มนั้นสามารถหาคำตอบได้
  • อนุกรมศูนย์กลางคือ อนุกรมย่อยปกติ ที่ผลหารที่ต่อเนื่องกันเป็นอนุกรมศูนย์กลาง กล่าว คือ เมื่อกำหนดอนุกรมข้างต้นแล้วเอฉัน+1/เอฉัน(จี/เอฉัน){\displaystyle A_{i+1}/A_{i}\subseteq Z(G/A_{i})}สำหรับฉัน=0,1,,n2{\displaystyle i=0,1,\ldots ,n-2}.
อนุกรมศูนย์กลางจะมีอยู่ก็ต่อเมื่อกลุ่มนั้นเป็นกลุ่มนิลโพเทนต์เท่านั้น

ชุดฟังก์ชัน

ชุดย่อยบางชุดถูกกำหนดตามหน้าที่ โดยพิจารณาจากกลุ่มย่อย เช่น ศูนย์กลาง และการดำเนินการ เช่น ตัวสลับ ซึ่งได้แก่:

ซีรีส์พี

มีอนุกรมที่มาจากกลุ่มย่อยของลำดับกำลังเฉพาะหรือดัชนีกำลังเฉพาะ ซึ่งเกี่ยวข้องกับแนวคิดต่างๆ เช่นกลุ่มย่อยของไซโลว์

วิธีการกลุ่มย่อย

วิธีการกลุ่มย่อยเป็นอัลกอริธึมที่ใช้ในสาขาคณิตศาสตร์ทฤษฎีกลุ่มใช้ในการค้นหาคำของสมาชิก มันไม่ได้ให้คำที่เล็กที่สุดเสมอไป แต่สามารถให้คำที่เหมาะสมที่สุดได้โดยอาศัยลำดับของกลุ่มย่อยที่ใช้ โค้ดมีลักษณะดังนี้:

ฟังก์ชัน operate(element, generator) <ส่งคืนตัวสร้างที่ดำเนินการกับองค์ประกอบ> ฟังก์ชันกลุ่มย่อย(g) ลำดับ := (ชุดของกลุ่มย่อยที่จะนำมาใช้ ขึ้นอยู่กับวิธีการ) คำ := [] สำหรับกลุ่มย่อยในลำดับ coset_representatives := [] <กรอก coset_representatives ด้วยตัวแทน coset ของ (กลุ่มย่อยถัดไป)/กลุ่มย่อย> สำหรับการดำเนินการใน coset_representatives ถ้าoperate (g, operation) อยู่ใน subgroup ถัดไปแล้ว เพิ่มการดำเนินการลงในคำ g = ดำเนินการ (g, การดำเนินการ) หยุดส่งคืนคำ
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Subgroup_series&oldid=1293723222#Noetherian_groups.2C_Artinian_groups "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ชุดย่อย

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ใน ทฤษฎีกลุ่ม อนุกรม ของกลุ่มย่อยของกลุ่ม หนึ่งจี{\displaystyle G}เป็นห่วงโซ่ของกลุ่มย่อย :

ซีรีส์ปกติ ซีรีส์ไม่ปกติ

อนุกรม ซับนอร์มอล (หรือ อนุกรมนอร์มอล , หอคอยนอร์มอล , อนุกรมซับอินแวเรียนต์ หรือเรียกสั้นๆ ว่า อนุกรม ) ของ กลุ่ม G คือลำดับของ กลุ่มย่อยแต่ละกลุ่ม ซึ่งแต่ละกลุ่ม ย่อย เป็นกลุ่มย่อยนอร์มอล ของกลุ่มถัดไป ในสัญลักษณ์มาตรฐาน

ความยาว

อนุกรมที่มีคุณสมบัติเพิ่มเติมว่า A ≠ A สำหรับทุก i เรียกว่าอนุกรม ที่ไม่มีการซ้ำกัน หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ แต่ละ A เป็นกลุ่มย่อยแท้ของ A ความ ยาว ของอนุกรมคือจำนวนของการรวมอย่างเคร่งครัด A < A ถ้าอนุกรมไม่มีการซ้ำกัน ความยาวของอนุกรมคือ n

อนุกรมขึ้น, อนุกรมลง

สามารถระบุอนุกรมได้ทั้งแบบเรียงลำดับจากน้อยไปมาก: