persym.pdf

(87 KB) Pobierz
273631416 UNPDF
Grupypermutacji,grupysymetrii
1Rozkładpermutacjinacyklerozł¡czne
Zadanie1 Ka»d¡zponi»szychpermutacjiprzedstawwpostaciiloczynucyklirozł¡cznych:
!
!
!
12345
53421
123456
345621
123456
146235
,
,
,
!
!
!
12345678
23451786
12345678
32587614
12345678
13254768
,
,
.
Zadanie2 Wyznacz 2 , 3 , 4 , 5 , 6 oraz 1 ,je±lijestpermutacj¡:
(123) 2 S 3 , (12)(34) 2 S 4 , (1234) 2 S 5 , (12)(345) 2 S 5 .
Podajrz¡dka»dejztychpermutacjijakoelementuodpowiedniejgrupy.
Zadanie3 Wyznaczwszystkiepot¦gi ( owykładnikachcałkowitych ) permutacjizzadania 1 .
Okre±lrz¦dytychpermutacji.
Zadanie4 Udowodnij,»erz¡dpermutacji
(1 , 2 ,...,k )( k +1 ,k +2 ,...,k + l ) 2 S k + l
jestrówny NWW( k,l ) .
Zadanie5 Udowodnij,»erz¡ddowolnejpermutacjijestrówny NWW długo±cijejcyklirozł¡cz-
nych.
Zadanie6 Znajd¹wgrupieS 4 wszystkieelementyrz¦du: 1 , 2 , 3 , 4 .
Zadanie7 IleelementówgrupyS 6 :
a) marz¡drówny 6 ,
b) spełniarównanie 6 =id ?
2Znakpermutacji
Zadanie8 Dlaka»dejpermutacjizzadania 1 :
–wypiszwszystkienieporz¡dkiiokre±lichliczb¦,
–podajdługo±cicykliwyst¦puj¡cychwrozkładzietejpermutacjiiokre±lznakka»degoznich,
–sprawd¹,»eznakpermutacjiwyznaczonyzapomoc¡liczbynieporz¡dkówjesttakisamjak
iloczynznakówcykli.
Zadanie9 Sprawd¹,»ezbiórwszystkichpermutacjiparzystychwS n jestpodgrup¡.
Zadanie10a) Ileelementówrz¦du 2 jestwgrupieA 4 ,ailewgrupieA 5 ?
b) Ileelementówrz¦du 4 jestwgrupieA 5 ,ailewgrupieA 6 ?
Zadanie11 Opiszwszystkieelementyrz¦du 6 wgrupachA 5 ,A 6 iA 7 .
Zadanie12 Wyka»,»erz¡dpermutacjinieparzystejjestliczb¡parzyst¡.
Zadanie13 Przedstawmydowoln¡permutacj¦wpostaciiloczynucykli ( niekoniecznierozł¡cz-
nych ) .Udowodnij,»etapermutacjajestparzystadokładniewtedy,gdywdanymiloczyniewy-
st¦pujeparzystaliczbacykliodługo±ciparzystej.Zatemliczbacykliodługo±cinieparzystejnie
mawpływunaparzysto±¢permutacji.
1
3Podgrupygrup D n , S n i A n
Zadanie14 WyznaczwszystkiepodgrupygrupS 3 ,A 4 ,D 3 ,D 4 ,D 5 iD 6 .
Zadanie15 OpiszwszystkiepodgrupygrupyD n .
Zadanie16 Sprawd¹,»e:
a) grupaS 3 jestgenerowanaprzeztranspozycje (12) i (13) ,
b) grupaA 4 jestgenerowanaprzezcykle (123) i (124) ,
c) grupaS 4 jestgenerowanaprzeztranspozycje (12) , (13) i (14) .
Zadanie17 Udowodnij,»egrupaS n jestgenerowanaprzeztranspozycje,agrupaA n jestgene-
rowanaprzezcykledługo±ci 3 .
4Klasyelementówsprz¦»onychwgrupach D n , S n i A n
Zadanie18 Dlaka»dego 2 S 3 oblicziloczyn (123) 1 .
Zadanie19 Sprawd¹,»erelacjasprz¦»eniawdanejgrupiejestrelacj¡typurównowa»no±ci.
Zadanie20a) Niech
!
12345
abcde
=
b¦dziedowolnymelementemgrupyS 5 .Oblicziloczyny:
1 (12) , 1 (12)(34) , 1 (123)(45) .
b) Opiszwszystkieelementysprz¦»one ( wgrupieS 5 ) doka»dejznast¦puj¡cychpermutacji:
(12) , (12)(34) , (123)(45) .
Zadanie21 Udowodnij,»edwaelementygrupyS n s¡sprz¦»onedokładniewtedy,gdymaj¡t¦
sam¡struktur¦cyklirozł¡cznych.
Zadanie22 Dlan =1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 ,opiszpodziałnaklasyelementówsprz¦»onychwgrupieS n
iwyznaczliczb¦elementówka»dejklasy.
Zadanie23 Wyznaczpodziałnaklasyelementówsprz¦»onych:
a) wgrupachD 3 ,D 4 ,D 5 iD 6 ,
b) wgrupieD n dladowolnegon.
Rozwi¡zania,wskazówki,odpowiedzi
1Odpowied¹. Naprzykład
!
12345
53421
=(15)(234) .
2Odpowied¹. Naprzykładdla =(1234) 2 S 5 mamy:
2
2 =(13)(24), 3 =(1432), 4 =id, 5 =(1234), 6 =(13)(24), 1 =(1432).
3Odpowied¹. Naprzykład
8
<
id , n 0(mod6) ,
(15)(234) ,n 1(mod6) ,
(243) , n 2(mod6) ,
(15) , n 3(mod6) ,
(234) , n 4(mod6) ,
(15)(243) ,n 5(mod6) .
((15)(234)) n =
:
4Wskazówka. Niech =(1 , 2 ,...,k ), =( k +1 ,k +2 ,...,k + l ).Zauwa»,»e = ,wi¦c
( ) n = n n .Wyznacz n ( i )dla i 2{ 1 , 2 ,...,k } oraz n ( k + j )dla j 2{ 1 , 2 ,...,l } .
5Wskazówka. Metod¦zzadania4mo»nazastosowa¢wsytuacjiogólnej.
6Wskazówka. Elementgrupy S 4 jestjednejznast¦puj¡cychpostaci:id,( ab ),( abc ),( abcd ),
( ab )( cd ),gdzie a,b,c,d toró»neelementy.
7Wskazówka.a) Elementyrz¦du6wgrupie S 6 topermutacjepostaci:( abc )( de )i( abcdef ),
gdzie a,b,c,d,e,f toró»neelementy.
b) Elementygrupy S 6 spełniaj¡cerównanie 6 =id,topermutacjepostaci:id,( ab ),( ab )( cd ),
( ab )( cd )( ef ),( abc ),( abc )( de ),( abc )( def ),( abcdef ),gdzie a,b,c,d,e,f toró»neelemen-
ty.Łatwiejjepoliczy¢,je±lizauwa»ymy,»es¡topermutacje,któreniemaj¡postaci:( abcd ),
( abcd )( de ),ani( abcde ).
10Wskazówka.a) Permutacjarz¦du2toiloczynrozł¡cznychtranspozycji.Kiedytakiiloczyn
jestpermutacj¡parzyst¡?
11Odpowied¹. Naprzykładwgrupie A 7 elementyrz¦du6topermutacjepostaci( abcdef )
i( abc )( de )( fg ),gdzie a,b,c,d,e,f,g toró»neelementy.
12Wskazówka. Mo»nasi¦powoła¢nazadanie5,alepro±ciejtowywnioskowa¢bezpo±rednio
zrówno±ci n =id.
13Wskazówka. Tuwystarczyskorzysta¢ztego,»eznakiloczynupermutacjijestrówny
iloczynowiznakówtychpermutacji.
14Rozwi¡zanie. Znajdziemywszystkiepodgrupywgrupie D 4 = { a k b l ; k =0 , 1 , 3 , 4 ,l =0 , 1 } ,
gdzie a 4 = e , b 2 = e i ba = ab 3 .Najpierwwyznaczmypodgrupygenerowneprzezposzczególne
elementy:
h e i = { e } , h a i = h a 3 i = { e,a,a 2 ,a 3 } , h a 2 i = { e,a 2 } ,
h b i = { e,b } , h ab i = { e,ab } , h a 2 b i = { e,a 2 b } , h a 3 b i = { e,a 3 b } .
Uwaga.Tonies¡wszystkiepodgrupygrupy D 4 ,gdy»w D 4 s¡jeszczepodgrupygenerowane
przezdwaelementy.
Niech H b¦dziedowoln¡podgrup¡grupy D 4 .Je±lido H nale»y a lub a 3 ,to { e,a,a 2 ,a 3 } H .
Je±liponadtodo H nale»yconajmniejjedenzelementów b , ab , a 2 b , a 3 b ,to b 2 H (np.je±li
a 3 b 2 h ,to b =( a 3 ) 1 a 3 b 2 H ),wówczas H = D 4 .
Niechteraz a,a 3 62 H .Ponadtozałó»my,»e a 2 2 H .Wówczas,je±li b 2 H ,to a 2 b 2 H (ina
odwrót)oraz ab,a 3 b 62 H (gdy» a,a 3 62 H ).Podobnie,je±li ab 2 H , a 3 b 2 H (inaodwrót)oraz
b,a 2 b 62 H .Mamyzatemtrzymo»liwo±ci: H = { e,a 2 } , H = { e,a 2 ,b,a 2 b } , H = { e,a 2 ,ab,a 3 b } .
Pozostałprzypadek a,a 2 ,a 3 62 H .(cdn)
PiotrJ¦drzejewicz,wiczeniazalgebry,IIIrokinformatyki,wiosna2003.
Grupypermutacji,grupysymetrii,wersjadruga,2VI2003.
3
Zgłoś jeśli naruszono regulamin