因为群的阶是在群同构下最基本的不变量。
有限群的阶可以反映群的许多性质,比如
- Lagrange定理:子群的阶一定整除群的阶
- Cayley定理:n 阶群可以嵌入 S_n
- Cauchy定理:对群的阶的某些特殊的因子(素数),存在这种因子阶的子群
- Sylow定理:对群的阶的某些特殊的因子(素数的最高幂),存在这种因子阶的子群
- 实际上也有推广:对群的阶的某些特殊的因子(素数幂),存在这种因子阶的子群
- 群作用的理论也告诉你:轨道的阶也整除群的阶
表示论里也有基本结论:
- 有限群的全部不可约复表示的次数的平方和就等于这个群的阶
- 有限群的不可约复表示的次数整除群的阶
某些有限群的性质完全就由它的阶决定:素数阶群一定是循环群
而这种情况并不包含了全部: n 阶群只有一种(即必定循环)当且仅当 (n,\varphi(n))=1 .
还有某些有限群的性质几乎完全由它的阶决定:素数平方阶群一定是Abel群
有限群的很多性质都可以用"存在某些阶的子群"来描述。
比如:
- n 阶群 G 循环 \iff 对 n 的每个因子 d , G 里至多只有一个 d 阶子群
- n 阶群 G 可解 \iff对 n 的每个素因子 p , G 里有 p' -Hall子群(即阶为 n/p^{v_p(n)} 的子群)。
我们研究阶所引发的群的性质,可能是因为阶往往是最容易得到的不变量了。
与有限群 G 相联系的各种对象,比如共轭类,商群,特征群这些,大小往往也都是有限的,因此也能考虑它们的阶,这样一来它们的阶之间的关系就是比较基本的问题了。
编辑于 2023-06-28 13:27・IP 属地湖南