الانتقال إلى المحتوى

A.3 · المجموعات، الزمر الفرعية والخرائط القسمة

GRE Subject Test · GRE Mathematics · الموضوع 9

9

النطاق والشروط المسبقة

تحضير GRE للطلاب الجامعيين. أهداف محلية ضمن نطاق ETS المراجَع؛ هذا تعليم أصلي، وليس اختباراً رسمياً أو تنبئاً بالدرجات.

متطلبات سابقة: بديلات المجموعات، الدوال، قسامة الأعداد الصحيحة والتباديل.

  • التحقق من بنية المجموعة وحساب رتب العناصر ومؤشرات الزمر الجزئية
  • استخدام النواة والصورة لتحديد زمر القسمة
  • التمييز بين الزمر الجزئية العادية والزمر الجزئية التعسفية
  • تصنيف تبديل التماثل حسب نوع الحلقة

زمر القسمة (Coset): ترجمة لزمر جزئية تشكل جزءاً من تقسيم زمر القسمة.

زمر جزئية عادية: زمر جزئية ثابتة تحت التماثل بواسطة كل عنصر في المجموعة.

مفردات تدريب
English العربية
coset/ˈkɒset/ زمرة ترافق
normal subgroup/ˈnɔːml ˈsʌbɡruːp/ زمرة عادية
9

اختيار وتبرير طريقة

قبل حساب الرتبة، تحقق من الإغلاق، التجميع، وجود محايد وعكس لكل عنصر تحت العملية المعلومة. يمكن لمجموعة جزئية أن ترث خاصية التجميع لكن تفشل في الإغلاق أو تحذف المحايد. في المجموعة المنتهية، رتبة العنصر هي أصغر قوة موجبة تعطي المحايد. في المجموعة الإجمالية Z/nZ، هو أصغر مضاعف موجب يعطي الصفر؛ رتبة الباقية a هي n/gcd(a,n). تنص نظرية لاغرانج على أن رتب الزمر الجزئية تقسم رتبة المجموعة. العكس ليس نظرية وجود عامة، ورتبة المجموعة ليست رتبة كل عنصر.

زمر القسمة اليسرى gH هي ترجمة لزمر جزئية H. زمر القسمة لها نفس الحجم وتجزئ المجموعة، لذا فإن المؤشر هو |G|/|H| في المجموعة المنتهية. في المجموعة الإجمالية اكتب g+H. الانتماء لنفس زمر القسمة يعني أن الفرق يقع في H. عادةً ما لا تكون زمر القسمة نفسها زمر جزئية لأنها قد تحذف المحايد.

التشاكل يحافظ على العملية. تتكون نواته من العناصر المرسلة إلى المحايد، وتتشكل صورته من القيم التي تم الوصول إليها فعلياً. كل نواة عادية. theorem التشاكل الأول يربط G/ker(phi) بـ im(phi)؛ لا تستبدل الصورة بالمجال المقصود إلا إذا كانت الخريطة شاملة.

Quotient multiplication is well defined only when H is normal. All subgroups of an abelian group are normal. In a nonabelian group test gHg^−1=H; a subgroup of index two is normal. For permutations compose in the stated convention, here rightmost first. Disjoint cycle lengths give the permutation order by their least common multiple. Conjugation hσh⁻¹ relabels the elements in σ’s cycles, so it preserves cycle lengths; conversely permutations with the same cycle lengths can be related by a relabelling. Thus conjugacy classes in S_n correspond to partitions of n, including fixed-point cycles. In S4 the types are 1+1+1+1, 2+1+1, 2+2, 3+1 and 4: five classes, not one class for each possible element order. The types 2+1+1 and 2+2 both have order two but are not conjugate.

9

استنتاج محلول

عرّف phi من Z/12Z إلى Z/3Z عن طريق تقليل البواقي modulo 3. هو غامر ويحفظ الجمع. نواته H هي {0,3,6,9}، لذا |H|=4 والفهرس هو 12/4=3. الفصول الأخرى هي {1,4,7,10} و{2,5,8,11}. بالتالي (Z/12Z)/H متماثل مع Z/3Z. العنصر 3 في المجموعة الأصلية له رتبة 12/gcd(3,12)=4، وليس 3.

جدول: الكوايتات H، 1 + H و2 + H من Z/12Z، كل منها يحتوي على أربعة عناصر، تنتمي إلى 0، 1 و2 في Z/3Z
التقليل المعياري 3 يقسم Z/12Z إلى ثلاث ألياف من أربعة عناصر لكل منها
9

شروط وضد الأمثلة

القسمة لها عنصر واحد لكل جناح، وليس واحداً لكل عنصر من نواتها. التماثل لا يشترط أن يكون شاملاً لمجال قدره المحدد.

9

تطبيق موجه

في المجموعة الإضافية $\mathbb Z/18\mathbb Z$، ليكن $H=\langle6\rangle$. اذكر H وفصولها. حدد رتبة 6 وحدد القسمة.

حل نموذجي

$H=\{0,6,12\}$ حجمه ثلاثة. الكوايتات الستة هي $r+H=\{r,r+6,r+12\}$ لـ $r=0,1,2,3,4,5$. وهي تقسم جميع 18 البقايا. العنصر 6 له ترتيب ثلاثة، بينما القسمة لها ترتيب ستة. التقليل المعياري ستة شمولي وناتده H، لذا $(\mathbb Z/18\mathbb Z)/H\cong\mathbb Z/6\mathbb Z$. الطبيعية صحيحة لأن المجموعة الأصلية إبدالية.

9

النقل المستقل

في $S_3$، ليكن $H=\{e,(12)\}$. تحقق مما إذا كان $H$ طبيعيًا، وحدد ما إذا كان ضرب الفصول يعرف مجموعة قسمة. بشكل منفصل، أوجد رتبة $(123)(45)$ في $S_5$.

تحقق بعد المحاولة

الإقتران بواسطة $(123)$ يرسل $(12)$ إلى $(23)$، وهو خارج H. إذن H ليست عادية. الصفوف الجانبية اليسرى لا تزال تقسم $S_3$، لكن ضرب تلك الصفوف ليس معرّفًا بشكل جيد مستقلًا عن الممثلين. الدورات المتقطعة في $(123)(45)$ لها أطوال ثلاثة واثنان، لذا فإن رتبتها هي $\operatorname{lcm}(3,2)=6$. رتبة العنصر وفهرس الزمرة الجزئية كميتان مختلفتان.

دروس تفاعلية حول هذا الموضوع

ا-working عليه خطوة بخطوة، مع تمارين تحقق فوري.

المزيد من المواضيع في GRE Subject Test · GRE Mathematics

تسجيل الدخول أو إنشاء حساب

IGCSE, A-Level & AP