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¿En un grupo de exponente $2^n$, $[x^{2^{n-1}},y^{2^{n-1}},\ldots,y^{2^{n-1}}]=1$?

En un grupo de exponente $2^n$, es la siguiente igualdad sea verdadera?

$[x^{2^{n-1}},\underbrace{y^{2^{n-1}},\ldots,y^{2^{n-1}}}_n]=1$.

Aquí, $[a, b, c]=[[a, b], c]$.


Llame a la pregunta de arriba "Pregunta 2". En esta cuestión (que llamaremos "Pregunta 1"), el OP preguntó si $[x, y, y, y]$ es trivial en un grupo de exponente cuatro. Sin embargo, el post que contiene la Pregunta 1, se ha editado en gran medida para también hacerle la Pregunta 2. Por lo tanto, he publicado este hilo, que se entiende como una toma de corriente para la Pregunta 2. Esto significa que la Pregunta 2 no resta valor a la original, dura, y bastante interesante pregunta, cual es la Pregunta 1. Espero que esto tenga sentido para ustedes...

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Shinwari Puntos 11

Sí. Voy a probar un lexema mediante la inducción, que voy a aplicar para probar el resultado. Voy a utilizar la convención de $[a, b]=a^{-1}b^{-1}ab$ en mis pruebas: el uso de una convención diferente no altera el resultado, y las pruebas a las que sería equivalente a la notación de los cambios.

Lema: Si $a$ $b$ han pedido dos, a continuación, el siguiente tiene.

  • Si $n$ es incluso, $[a,\underbrace{b,\ldots,b}_n]=(ba)^{2^n}$

  • Si $n$ es impar, $[a,\underbrace{b,\ldots,b}_n]=(ab)^{2^n}$

Prueba: Nos introducirá en $n$. Si $n=1$$[a, b]=a^{-1}b^{-1}ab=abab=(ab)^2$, por lo que el resultado se mantiene.

Hay dos casos para el paso de inducción: $n=k-1$ es incluso, o $n=k-1$ es impar. Supongamos que el resultado vale para $n=k-1$ donde $n=k-1$ es impar. Vamos a probarlo para $k$. Así, comenzar con la siguiente. $$\begin{align*} [a,\underbrace{b,\ldots,b}_k] &=[a,\underbrace{b,\ldots,b}_{k-1}, b]\\ &=[(ab)^{2^{k-1}}, b]\\ &=(ab)^{-2^{k-1}}b(ab)^{2^{k-1}}b\\ &=(ba)^{2^{k-1}}(ba)^{2^{k-1}}\\ &=(ba)^{2^{k-1}+2^{k-1}}=(ba)^{2^{k}} \end{align*}$$ La prueba de $n=k-1$ impar es análogo.

Teorema: En un grupo de exponente $2^n$, la siguiente identidad se mantiene. $$[x^{2^{n-1}},\underbrace{y^{2^{n-1}},\ldots,y^{2^{n-1}}}_n]=1$$

Prueba: Desde el anterior lema, podemos ver que $[x^{2^{n-1}},\underbrace{y^{2^{n-1}},\ldots,y^{2^{n-1}}}_n]$ es igual a $(x^{2^{n-1}}y^{2^{n-1}})^{2^n}$ o $(y^{2^{n-1}}x^{2^{n-1}})^{2^n}$. Como el grupo ha exponente $2^n$, el resultado de la siguiente manera.

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