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Núcleo de la acción de grupo

este es mi primer post aquí.
Tengo una pregunta acerca de una prueba en Álgebra por Hungerford:

Deje $G$ ser un grupo y $H$ a un subgrupo de $G$. Deje $S$ ser el conjunto de todos los cosets de $H$ donde $G$ actúa en $S$.
Capítulo II Collorary 4.9: "$\dots$ el kernel de $G \rightarrow A(S)$ es un subgrupo normal de $G\dots$" Pregunta: ¿por Qué es el kernel normal?

Miré a través de los capítulos, pero no hubo referencias, así que me imagino que este es, probablemente, "obvio" y, por tanto, no se incluye. Se me ocurrió un intento de la prueba:

Deje $K$ ser el núcleo de la acción.
$ex = x \implies e\in K \implies K$ contiene identidad.
Deje $a,b\in K$.
$(ab)x=a(bx) = ax=x \implies ab\in K \implies K$ es cerrado.
$a\in K \implies ax=x\implies x=a^{-1}x\implies a^{-1}\in K\implies$ todos los elementos en $K$ tiene una inversa.
Por lo tanto $K$ es un grupo.

Deje $g\in G$.
$(gKg^{-1})x=(gK)(g^{-1}x)=g(K(g^{-1}x))=g(g^{-1}x)=x\implies gKg^{-1}\subset K$
Sustituto $g$ $g^{-1}$ y obtenemos $K\subset gKg^{-1}$.
Por lo tanto $gKg^{-1}=K$ $K$ es normal.

Es este enfoque correcto?

Además, supongamos que se considera el grupo de isotropía de un elemento $x\in G$ lugar.
es decir, $G_x=\lbrace g\in G\mid gx=x\rbrace$
$G_x$ será un subgrupo de $G$ utilizando un argumento similar, pero ahora no se garantiza que sea un subgrupo normal porque en
$(gG_xg^{-1})x=g(G_x(g^{-1}x))$,
$G_x(g^{-1}x)=g^{-1}x$ no es necesario cierto.
Es este argumento a la derecha?

Gracias por su tiempo!

3voto

jasonjwwilliams Puntos 950

La prueba está bien.

Por otra parte, tenga en cuenta que una acción realmente otorga un homomorfismo de grupo $G\rightarrow \operatorname{Perm}(S)$ en grupo de permutaciones de $S$. Entonces el núcleo de la acción no es más que el núcleo de este mapa, y un núcleo de un homomorfismo es siempre normal.

2voto

M Turgeon Puntos 6708

El núcleo es normal es porque dado cualquier homomorfismo de grupo $\varphi :G\to G'$, el núcleo de $\varphi$ un subgrupo normal de $G$ y la manera de demostrar que esto es exactamente lo que hiciste.

También, como señaló, el estabilizador de un punto es siempre un subgrupo, pero no debe ser normal.

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