- •Міністерство освіти і науки україни
- •1 Множина комплексних чисел. Дії з комплексними числами
- •1.5 Задачі для самостійного розв’язання
- •2.5 Задачі для самостійного розв’язання
- •3 Основні властивості груп
- •3.5 Задачі для самостійного розв’язання
- •4 Підгрупи
- •4.5 Задачі для самостійного розв’язку
- •5 Циклічні групи
- •5.5 Задачі для самостійного розв’язання
- •6 Перестановки
- •6.5 Задачі для самостійного розв’язання
- •7 Гомоморфізм груп
- •7.5 Задачі для самостійного розв’язання
- •8 Суміжні класи
- •8.5 Задачі для самостійного розв’язання
- •9 Фактор-групи
- •9.5 Задачі для самостійного розв’язання
- •10 Основні властивості кілець і полів
- •10.5 Задачі для самостійного розв’язання
- •11 Гомоморфізм кілець. Ідеали
- •11.5 Задачі для самостійного розв’язання
- •12 Операції над ідеалами. Фактор-кільця
- •12.5 Задачі для самостійного розв’язку
- •13 Кільце лишків. Алгоритм евкліда
- •13.5 Задачі для самостійного розв’язання
- •Термінологічний словник
- •Рекомендована література
4.5 Задачі для самостійного розв’язку
1.Чи будуть числа вигляду
підгрупою у Q за додаванням?
2.Доведіть, що дані підмножини комплексних чисел будуть підгрупами у групі G=[C/0,] за множенням :
а) коло одиничного радіуса : S1={zС\0 | |z|=1};
б)
корні m-го степеня з 1:
.
3.Чи будуть підгрупами в групі
:
а) пряма, що проходить через 0; б) пряма, яка не проходить через 0?
4.Чи будуть підгрупами в
такі підмножини:
а)
,![]()
б)
;
в)
;
г)
;
д)
.
5.Нехай
– множина всіх невироджених матриць.
Розглянемо дані множини:
а)
,
б)
,
в)
.
Довести, що це групи відносно множення матриць. Які з них є підгрупами одна одної?
6.Чи утворять групу відносно множення:
а) невироджені верхнєтрикутні матриці; б) невироджені симетричні матриці?
7.Перевірити, чи утворять групу відносно множення матриці обертань площини:
.
8.Скільки елементів містить напівгрупа, що складається з усіх степенів матриці
?
Чи є ця напівгрупа групою?
9.Чи утворить групу за додаванням множина верхнєтрикутних матриць?
10.Знайти порядок елемента групи
.
11.У мультиплікативній групі невироджених
матриць 2-го порядку з комплексними
коефіцієнтами знайти порядки елементів:
1)
;
2)
;
3)
;
4)
;
5)
;
6)
;
7)
;
8)
.
12.Знайти порядки всіх елементів у групах:
1)
;
2)
;
3)
;
4)
;
5)
.
13.
Вказати мінімальну підгрупу, яка містить
елемент 1)
;
2)
;
3)
;
4)
.
Операцію в групі вибрати довільним
чином.
14.
У групі
вказати мінімальну підгрупу, яка містить
множину 1)
;
2)
;
3)
;
4)
;
5)
;
6)
.
15.
У групі
вказати мінімальну підгрупу, яка містить
множину 1)
;
2)
;
3)
;
4)
.
16.
У групі
вказати мінімальну підгрупу, яка містить
множину 1)
;
2)
;
3)
;
4)
.
17.
Скільки елементів порядку 6 міститься
у групі: 1)
;
2)
;
3)
;
4)
;
5)
;
6)
(група
парних перестановок з п’яти елементів)?
5 Циклічні групи
5.1 Мета заняття
Ознайомити студентів з конкретними прикладами циклічних груп і вивчити основні закономірності будови циклічних груп.
5.2 Методичні вказівки з організації самостійної роботи
Студент повинен мати поняття про циклічну групу, її зв'язок з абелевою групою, а також основні теореми про порядок будь-якого елемента та вміти застосовувати теоретичні знання до розв’язання задач [3, c. 143-146].
5.3 Контрольні запитання та завдання
1. Дайте визначення порядку елемента.
2. Який елемент називається утворюючим?
5.4 Приклади розв’язання аудиторних задач
Приклад 1.Перевірити,
чи буде адитивна група
з операцією додавання за модулем 4
циклічною. У разі позитивної відповіді
вкажіть усі утворюючі елементи.
Розв’язок.Група називається циклічною, якщо всі її елементи можуть бути подані, як степені з цілими показниками деякого одного елемента. Цей елемент називається утворюючим.
Група
.
По черзі підноситимемо всі елементи до
степеня.
Елемент
0 у будь-якому степені дає 0, тобто порядок
цього елемента 1.
.
Елемент 0 не є утворюючим елементом.
Елемент
1.
,
,
.
Порядок цього елемента 4.
.
Елемент 1 є утворюючим елементом групи,
тому що, підносячи цей елемент до степеня
отримуємо всі інші елементи групи.
Елемент
2.
.
Порядок цього елемента 2.
.
Елемент 2 не є утворюючим елементом
групи, тому що, підносячи цей елемент
до степеня, отримуємо тільки елементи
2 та 0.
Елемент
3.
,
,
.
Порядок цього елемента 4.
.
Елемент 3 є утворюючим елементом групи,
тому що, підносячи цей елемент до степеня,
отримуємо всі інші елементи групи.
Відповідь:
група
є циклічною, утворюючі елементи :
та
.
Приклад 2.Знайдіть
усі підгрупи адитивної групи
з операцією додавання за модулем 4.
Розв’язок.Користуючись попереднім прикладом, маємо такі підгрупи:
,
,
.
Згідно
з теоремою Лагранжа, порядок групи
ділиться на порядок підгрупи. Порядок
групи
дорівнює 4. Число 4 ділиться без остачі
на 1, 2, 4. Тому будуть підгрупи порядку
один (підгрупа
),
порядку два (підгрупа
),
порядку чотири (підгрупа
).
Приклад 3.Довести,
що кореніm-го степеня з 1 утворять
циклічну групу порядку
у групі
.
Розв’язок.Нехай
– корінь
-го
степеня з 1. Тоді
.
Візьмемо
.
Відповідно до формули Муавра,
.
Отже,
– утворюючий елемент групи
.
Оскільки різним
відповідають різні
,
то є
різних коренів, звідси випливає, що
–
циклічна група порядку
.
Приклад 4.Довести, що всі підгрупи циклічної групи – циклічні.
Розв’язок.Нехай
спочатку G – циклічна група порядку
,
– будь-який утворюючий елемент G та
– будь-яка підгрупа групи
.
Всі елементи групи G, не рівні
,
є додатними степенями елемента
.
Нехайd– найменший з додатних
показниківk, для якого
,
а
який-небудь елемент із H. Розділимоsнаdз залишком, тобто запишемо
,
.
Тоді
.
Оскільки
,
тоді
.
Але
та, через мінімальність
,
.
Отже,
,
тобто
– утворюючий елемент підгрупи
.
Випадок:
– нескінченна циклічна група, розібрати
самостійно.
Приклад 5.Випишіть
всі утворюючі елементи мультиплікативної
циклічної групи
порядку 10.
Розв’язок.За
умовою
,
тобто
.
Перевіримо, чи буде елемент
утворюючим
.
Знаходитимемо степені елемента
.
,
,
,
.
.
Елемент
не є утворюючим елементом.
Для
:
,
,
,
,
,
,
,
,
.
Таким
чином,
.
Зрозуміло,
що
не будуть утворюючими елементами
циклічної групи. Перевіримо елементи
.
,
.
А
буде утворюючим елементом групи і
також є утворюючим елементом.
