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¿Cuál es un ejemplo de que la $G(p)/H(p) \not \cong (G/H)(p)$?

Deje $G$ ser un número finito de abelian grupo y $H \subset G$ a un subgrupo. Deje $G(p)$ $p$- torsión subgrupo de $G$ primer $p$. Podemos concluir que $$ G(p)/H(p) \cong (G/H)(p) $$ Me han dicho que esto es falso, pero los pocos ejemplos que me hizo con la mano todo el trabajo. Estoy probablemente no tratando de que nada lo suficientemente grande. Alguien puede proporcionar un ejemplo concreto de donde esta la falla? O si es cierto, alguien puede dar una prueba?

Estoy seguro de que alguien ya ha preguntado esto, pero no sé las palabras para buscar para encontrar esto.

EDIT: en Las respuestas dadas a la pregunta anterior son excelentes. Sin embargo, se me hizo darme cuenta de que me dio la definición incorrecta. Me refería a definir $G(p)$ $$ G(p) = \{g \in G: \existe n, \; g^{p^n} = 1\} $$ Si definimos $G(p)$ de esta manera, es el isomorfismo siendo falsas?

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yanko Puntos 371

Tome $G=\mathbb{Z}/4\mathbb{Z} = \{0,1,2,3\}$, tome $H=\{0,2\}\cong \mathbb{Z}/2\mathbb{Z}$.

Es fácil ver que $G(2)=H(2)=H$ y, por tanto, $G(2)/H(2)$ es trivial.

Sin embargo $G/H\cong \mathbb{Z}/2\mathbb{Z}$$(G/H)(2)=G/H$.

Tenga en cuenta que este caso es para $p=2$ y puede ser generalizada para todos los primos.

Edit: Respuesta a la editada pregunta. Ahora el isomorfismo sostiene.

Defino una inyección de $\varphi:G(p)/H(p)\rightarrow (G/H)(p)$ como sigue:

Deje $gH(p)\in G(p)/H(p)$ y elija cualquier representante de $g\in G(p)$ I definir $\varphi(g) = gH$.

$\varphi$ está bien definido Primero de todo si $g\in H(p)$ $g\in H$ y se envía a la trivial elemento. Es a la izquierda para mostrar que $gH\in G/H(p)$. Por definición no existe $p^n$ tal que $g^{p^n} = 1$ y, por tanto, $(gH)^{p^n} = g^{p^n}H=H$ es la unidad de elemento.

$\varphi$ es de uno a uno Deje $gH(p),g'H(p)$ ser tal que $\varphi(g)=\varphi(g')$$gH=g'H$$gg'^{-1}\in H$. También como $g$ orden $p^n$ $g'$ orden $p^{n'}$ tenemos que $gg'^{-1}$ es de orden $n+n'$, por lo que pertenece a $H(p)$ Se sigue que $gH_p=g'H_p$.

Por lo tanto, $G(p)/H(p)$ es isomorfo a un subgrupo de $(G/H)(p)$. Ahora usted puede probar el uso de la cardinalidad de los argumentos que este subgrupo debe ser todo.

Por la estructura de finito abelian grupos puede escribir

$$G\cong \bigoplus_{i=1}^m \mathbb{Z}/{p^{n_i}_i}\mathbb{Z}$$ for some fintie $m$ and possibly non-distinct $p_i$.

Como $H$ es un subgrupo es isomorfo a $$H\cong \bigoplus_{i=1}^m \mathbb{Z}/{p^{k_i}_i}\mathbb{Z}$$ para algunos $k_i\leq n_i$

De ello se desprende que $G/H\cong \bigoplus_{i=1}^m \mathbb{Z}/{p^{n_i-k_i}_i}\mathbb{Z}$

A partir de esto es fácil ver que el tamaño de $G(p)/H(p)$ es igual al tamaño de $(G/H)(p)$ (que es igual a $\prod_{\{i:p_i=p\}} p^{n_i-k_i}$). Por lo tanto son isomorfos. En otras palabras $\varphi$ es un isomorfismo.

Edit 2: Respuesta a la pregunta en el comentario. La respuesta es sí (obviamente), pero no es que agradable...

Comenzamos con $gH$ $(G/H)(p)$ así como usted dice $g^{p^n}\in H$. Vamos a modificar $g$.

En primer lugar por la estructura de finito abelian grupos podemos escribir $H=\mathbb{Z}/p^m\mathbb{Z}\oplus T$ donde $|T|$ es coprime a $p$. Así, es fácil ver que el elemento $g^{p^{n+m}}\in T$.

Ahora el orden de $T$ es coprime a $p$ podemos encontrar una $p^{n+m}$'th raíz de $g$, lo llamamos $t\in H$ y que satisface a $g^{p^{n+m}}=t^{p^{n+m}}$. En particular,$gt^{-1}\in G(p)$.

Como $t\in H$ tenemos que $gt^{-1} H = gH$. Por lo tanto, podemos definir la inversa de a $\varphi$ a ser el mapa de $gH\mapsto gt^{-1}H(p)$. Tenga en cuenta que esto no depende de la elección de $t$ si $t'$ es también la satisfacción de que $g^{p^{n+m}}=t'^{p^{n+m}}$$tt'^{-1}\in H(p)$.

2voto

Bernard Puntos 34415

Deje $p$ ser un número primo; considerar la finitos grupo abelian $G=\mathbf Z/p^2\mathbf Z$ y su subgrupo $H=p\mathbf Z/p^2\mathbf Z$. Entonces:

  • $G(p)=H=H(p)$, lo $G(p)/H(p)=\{0\}$;
  • $G/H\simeq\mathbf Z/p\mathbf Z$, lo $(G/H)(p)=G/H\ne\{0\}$.

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