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小龙人

木虫 (著名写手)

[交流] 【求助】证明 群中属于同一类的所有元素都有相同的阶,但逆命题不成立已有4人参与

求助群论问题:
证明群中属于同一类的所有元素都有相同的阶。

举出一相反的实例证明此结论的逆不一定正确。


谢谢相助。谢谢

[ Last edited by GrasaVampiro on 2010-4-15 at 15:54 ]
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简单 静好
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just_play

至尊木虫 (正式写手)


tongling921(金币+1):3X 2010-04-15 21:38
小龙人(金币+18):谢谢just_play的解答,您的回答很精彩。特别感谢您的帮助!好运! 2010-04-15 22:25
证明:设a,b属于同一类,则存在群元x满足:a=xbx^-1,若b的阶为n:b^n=e,则有:a^n=(xbx^-1)^n=xbx^-1*xbx^-1*...*xbx^-1=xb^nx^-1=xex^-1=e,故a,b有相同的阶。
对逆命题的反例:考虑循环群{e,a,a^2},其中a^3=e,由于循环群是abel群,每个元素自成一类,所以a与a^2不属于同一类,但a与a^2的阶都是3.
So Trivial !
2楼2010-04-15 20:03:07
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yzcluster

金虫 (著名写手)

小木虫扫盲人

这个题很简单吧


tongling921(金币+1):3X 2010-04-15 21:38
小龙人(金币+12):谢谢您的解答,您的回答也很精彩。举例很好。谢谢啊。祝好运! 2010-04-15 22:26
比如设群元X和Y为同一个类中的群元,则必存在群元A,有Y=AXA-1,其中A-1是A的逆元。
如果已知X的阶为n,则X的n次方,即X^{n}=E,E为单位元。
则Y的n次方为Y^{n}=(AXA-1)^{n}=(AXA-1)(AXA-1)......  (AXA-1)(AXA-1)
一共是n个AXA-1相乘。利用结合率,并考虑到AA-1=E 上式接着等于
=AX^{n}A-1
=AEA-1
=AA-1=E
这就证明了Y的阶也为n

至于第二问,例如中心反演操作I和旋转180度的操作C2,两者的阶都是2,但是很显然,前者是第二类操作,后者是第一类操作,不可能是同类。
3楼2010-04-15 20:15:28
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xia_chong

金虫 (文坛精英)

优秀版主

楼上说的很对呀!
Godhelpsthosewhohelpthemselves!
4楼2010-04-15 20:18:22
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小龙人

木虫 (著名写手)

谢谢各位的解答,您的回答很精彩。

特别感谢您的帮助!好运!
简单 静好
5楼2010-04-15 22:27:11
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