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Encontrar\Nun grupo de orden $q(q-1)$ s.t. .....

Problema- Que $q$ sea una potencia de un primo $p$ diga $q=p^k$ . Demuestre que existe un grupo $G$ de orden $q(q-1)$ con un subgrupo abeliano elemental normal de orden $q$ y tal que todos los elementos de orden $p$ en $G$ son conjugados.

Lo intenté, pero fracasé. Permítanme escribir aquí lo que pensé

$\textbf{Try 1}$ - Si considero que $G=(C_p$$ \times C_p\times C_p...\times C_p) $$\times C_{q-1}$ donde $C_p$ es el producto directo de $k$ tiempos. Ahora es un grupo de orden $q(q-1)$ y también tiene un subgrupo abeliano elemental normal de orden $q$ pero no satisface todos los elementos del orden $p$ en $G$ son conjugados.

Puede ser que si uso productos semidirectos como $G=(C_p$$ \times C_p\times C_p...\times C_p)\times_\phi M $ for some group $ M $ possibly non abelian of order $ q-1 $, Is there hope with this, this will need at least an hour of thinking and trying , and choosing a good $ ¿también el \fis$?

$\textbf{Try 2}$ - Como sabemos que un subgrupo normal mínimo de un grupo soluble finito es abeliano elemental, entonces si puedo buscar un grupo soluble de orden $q(q-1)$ siempre y cuando tenga un subgrupo normal mínimo de orden $q$ estoy a mitad de camino, ahora "elementos de orden $p$ debe ser conjugado" está causando problemas. Es posible que se satisfaga aquí, pero no estoy seguro.

Se agradece cualquier ayuda.

3voto

Su Prueba 1 funciona, pero hay que utilizar un producto semidirecto.

Para ver cómo/por qué, dejemos $C_p\times C_p\times\cdots \times C_p$ sea el grupo aditivo del campo finito $\Bbb{F}_q$ . Además, deja que $C_{q-1}$ sea el grupo multiplicativo del mismo campo (conocido por ser cíclico de orden $q-1$ ). Si dejamos que $\Bbb{F}_q^*$ actuar $\Bbb{F}_q$ por la multiplicación de campos, entonces todos los elementos no nulos de $\Bbb{F}_q$ están en la misma órbita de esa acción. El producto semidirecto convierte entonces esa órbita en una clase de conjugación.


Si prefieres otro modelo (isomorfo al anterior, pero posiblemente más fácil de manejar), prueba con el grupo de matrices $$ G=\left\{\left(\begin{array}{cc}\alpha&\beta\\0&1\end{array}\right)\,\bigg\vert\,\alpha,\beta\in\Bbb{F}_q,\alpha\neq0\right\}. $$ También puedes conocerlo como el grupo de transformaciones lineales afines de la recta $\Bbb{F}_q$ .

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