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¿Es un producto semidirecto de % de $G$ $Z(G)$y $\operatorname{Inn}(G)$?

El título prácticamente lo resume todo.

$\operatorname{Inn}(G)$ es el grupo de interior automorfismos, $Z(G)$ es el centro.

Sé que $\operatorname{Inn}(G)$ es isomorfo a $G/Z(G)$. Esto significa que tenemos una central de extensión (secuencia exacta):

$$1\to Z(G) \hookrightarrow G \to \operatorname{Inn}(G) \to 1. $$

El mapa entre el $Z(G)$ $G$ es la inclusión. El mapa entre el $G$ $\operatorname{Inn}(G)$ es conjugación.

Es $\operatorname{Inn}(G) \cong G/Z(G)$ suficiente para que la secuencia de arriba para ser divididos? Y lo más importante, ¿por qué/por qué no?

Gracias!

(Ah, también: ¿alguien sabe de un libro sobre esto? Wikipedia es bastante claro. Gracias de nuevo).

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Marci Puntos 821

Respuesta de m.k. siguientes. Cualquier grupo no-abelian nilpotente es un contraejemplo. ¿Por qué? Sabemos que $Z(G/Z(G))$ es no trivial en este caso, por lo tanto es un elemento no trivial $x$ en el centro de $Inn(G)$. Por lo tanto $G$ no puede ser una suma directa de $Z(G)$ y $Inn(G)$ (ya se que el $x$ en ambos).

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FuzzyQ Puntos 200

No, esto no es cierto en general. Por ejemplo en el grupo de cuaternión, tenemos $\operatorname{Inn}(Q_8) \cong C_2 \times C_2$ pero $Q_8$ no contiene una copia de $C_2 \times C_2$. Así $Q_8$ no es un producto semidirecto de $Z(Q_8)$ y $\operatorname{Inn}(Q_8)$.

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Jonik Puntos 7937

No, esto no es cierto en general, incluso para la conexión de la Mentira de los grupos.

El especial lineales grupo $\operatorname{SL}_4$ en la dimensión 4 a través de un anillo de carácter no 2 (por ejemplo,$\mathbb{R}$, lo que resulta en un conectada Mentira grupo) no es un producto directo de la $Z(G)$$G/Z(G)$. Esto es debido a que $-I$ es un colector y en el centro, pero en $A \times B$ $A$ abelian, el colector de subgrupo es $1 \times [B,B]$, por lo que el $[G,G] \cap Z(G) = 1$ en cualquier grupo con $A=Z(G)$. Explícitamente, $$\pequeño \left(\begin{array}{rrrr} -1& 0& 0& 0 \\ 0& 1& 0& 0 \\ 0& 0&-1& 0 \\ 0& 0& 0& 1 \\ \end{array}\right)^{-1} \cdot \left(\begin{array}{rrrr}% 0&1&0&0\\% 1&0&0&0\\% 0&0&0&1\\% 0&0&1&0\\% \end{array}\right)^{-1} \cdot \left(\begin{array}{rrrr} -1& 0& 0& 0 \\ 0& 1& 0& 0 \\ 0& 0&-1& 0 \\ 0& 0& 0& 1 \\ \end{array}\right) \cdot \left(\begin{array}{rrrr}% 0&1&0&0\\% 1&0&0&0\\% 0&0&0&1\\% 0&0&1&0\\% \end{array}\right) = \left(\begin{array}{rrrr}% -1&0&0&0\\% 0&-1&0&0\\% 0&0&-1&0\\% 0&0&0&-1\\% \end{array}\right)% $$

De hecho, nos pueden dar bastante tautológica de la clasificación de los grupos de $G$$G \cong Z(G) \rtimes G/Z(G)$. Desde $Z(G)$ es central, la semi-producto directo es en realidad directa, $G \cong Z(G) \times G/Z(G)$, pero el centro de la $A \times B$$Z(A) \times Z(B)$, por lo que debemos tener $Z(G/Z(G)) = 1$. Por lo tanto $G$ es de la forma $A \times B$ donde $A$ es abelian y $B$ es sin centro. Por el contrario, si $G$ si de la forma $A \times B$ donde $A$ es abelian y $B$ es sin centro, a continuación,$Z(G) = A \times 1 \cong A$$G/Z(G) \cong B$, según se requiera.

La proposición: $G \cong Z(G) \times G/Z(G)$ fib $G \cong A \times B$ donde $A$ es abelian y $B$ es sin centro.

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