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Pregunta de automorfismo$T$ en el grupo finito con propiedad que$T(x)=x$ solo para$x=e$

Deje $G$ ser finito grupo, $T$ ser automorphism en $G$ con la propiedad de que $T(x)=x$$x=e$. Entonces
1) todos los $g \in G $ puede ser escrito como $g=T(x)x^{-1}$ algunos $x\in G$
2) por otra parte si $T^2=\mathrm{Identity}$ $G$ es grupo abelian

Mi primera pregunta es la siguiente:

0) ¿por Qué es tan importante acerca de la condición de $T(x)=x$$x=e$? ¿Hay algún significado asociado con él?

Mi Intento por 1:

Deje $G =\{x_1,x_2,\dotsc,x_n\}$ ser finito grupo. Después de aplicar la transformación necesaria llegamos $\{T(x_1)x_1^{-1},T(x_2)x_2^{-1},\dotsc,T(x_n)x_n^{-1}\}$. Ahora en contary asumir que no están distanst.
$T(x_i)x_i^{-1}=T(x_j)x_j^{-1}$ es decir $T(x_j)^{-1}T(x_i)=x_j^{-1}x_i$, lo que conduce a $T(x_j^{-1}x_i)=x_j^{-1}x_i$ debido a la condición dada $x_j^{-1}x_i=e$ que significa la contradicción. Por lo tanto, todos son distanct. Por el pigenhole priciple tenemos necesario.

Es que me estoy dando derecho argumento?

2) la Segunda cuestión que Aquí no soy capaz de utilizar de datos dado.
Cualquier Ayuda será apreciada.

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Lockie Puntos 636

Que parece que tienes una buena idea para una parte de la $1,$ a pesar de que es difícil de leer y entender. He aquí cómo me gustaría ajustar:

Supongamos $G$ es un grupo finito de orden $n,$, de modo que $G =\{x_1,x_2,\dots,x_n\},$ cuando la $x_i$ son distintos. Después de aplicar la transformación de $x\mapsto T(x)x^{-1},$ obtenemos $\{T(x_1)x_1^{-1},T(x_2)x_2^{-1},\dots,T(x_n)x_n^{-1}\}.$ queremos demostrar que este conjunto es igual a $G.$ sabemos que es un subconjunto de a $G$ desde $G$ es un grupo, y si podemos demostrar que sus elementos son distintos, entonces será igual a $G$ por el principio del Palomar. Por el contrario, supongamos que los elementos no son todos distintos, de modo que para algunos $i,j$ $i\ne j,$ hemos $$T(x_i)x_i^{-1}=T(x_j)x_j^{-1}.$$ Then $$T(x_j)^{-1}T(x_i)=x_j^{-1}x_i,$$ which leads to $$T(x_j^{-1}x_i)=x_j^{-1}x_i$$ by homomorphism properties, and so $x_j^{-1}x_i=e$ by the assumed property of $T$. But then $x_i=x_j,$ contradicting the fact that $i,j$ (and so $x_i,x_j$) son distintos.

Básicamente, es el mismo en lo que estaban diciendo, pero con mejor formato, la redacción y la ortografía. También quité la indeseables en el supuesto de que $G$ fue abelian. Además, he añadido el supuesto de que $G$ tenían orden de $n.$ (¿ves por qué es necesario?) También, ¿por qué la condición de $T(x)=x\implies x=e$ fue importante, aquí?


Como parte $2,$ déjame darte una pista.

Los siguientes son equivalentes: $$T^2=id\\\forall x\in G,T\bigl(T(x)\bigr)=x\tag{$\estrella de$}$$

Los siguientes son equivalentes: $$G\textrm{ is abelian}\\\forall g,h\in G,gh=hg\\\forall g,h\in G,ghg^{-1}h^{-1}=e\\\forall g,h\in G,(gh)^{-1}=g^{-1}h^{-1}\tag{$\heartsuit$}$$

Ahora, utilizando la parte 1, sabemos que para cada una de las $g\in G,$ hay un $x\in G$ tal que $g=T(x)x^{-1}$--vamos a llamar a este por el nombre de $x_g,$, por lo que sabemos que $g$ a que corresponde.

La aplicación de $(\star)$ y la parte $1$ nos da $$T(g)=T\bigl(T(x_g)x_g^{-1}\bigr)=T\bigl(T(x_g)\bigr)T(x_g)^{-1}=x_gT(x_g)^{-1}=\bigl(T(x_g)x_g^{-1}\bigr)^{-1}=g^{-1}$$ for each $g\en G.$ Can you use this together with $(\heartsuit)$ to show that $G$ es abelian?

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