循环群

命题与定理

命题1 有限群是循环群当且仅当中有一个元素的阶等于群的阶
命题2 群的运算为乘法,设中元素的阶为则对于正整数有
命题3 群的运算为乘法,设中元素的阶为,则有
命题4 群中,若的阶分别为且则的阶等于
命题5 设是有限群,则中有一个元素的阶是其他元素的阶的倍数
定理1 设是有限群,如果对于任给的正整数方程在中的解的个数不超过,那么是循环群
定理2 有限域的所有非零元组成的集合对于乘法成为一个群,且是循环群
定理3 设是大于1的整数,则为循环群当且仅当为下列情形之一:其中是奇素数,
命题6 设是到的一个群同构映射,则
(1)其中是的单位元
(2)
(3)a与或者同为无限阶元素,或者它们的阶相同
定理4 (1)任意一个无限循环群都与同构
(2)对于任意一个阶循环群都与同构
(3)1阶循环群都与加法群同构
定理5 设都是大于1的整数,则是循环群当且仅当与互素

例题

1.4.1证明定理:若是正整数,是与互素的整数,则其中是函数,即是与互素的不超过的正整数的个数。
特别的,若是素数,则得到小定理:
1.4.3群没有非平凡子群的充分必要条件是或是素数阶循环群
1.4.6如果有限群有唯一的极大子群,则是素数幂阶循环群
1.4.7举一个无限群的例子,它的任意阶数不为1的子群都具有有限指数
1.4.8设是一个素数,则对于复数的乘法作成群。试证的任意真子群都是有限阶的循环群。
1.4.9若群只有有限多个子群,则是有限群
1.4.10有理数加法群不是循环群,但它的任意有限生成的子群都是循环群。
1.4.11在阶循环群中,对的每一个正因子阶为的元恰好有个,其中是与互素且不超过的正整数的个数,由此证明等式
1.4.12设是一个阶有限群,若对的每一个因子,中之多只有一个阶子群,则是循环群。
1.4.13群是循环群当且仅当的任一子群形如其中是非负整数。

参考文献

冯克勤, 章璞. 近世代数三百题[M]. 高等教育出版社, 2010.

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