陪集

陪集是指H是群G的子群,對於某一g∈G,{gh|對於所有h∈H}表示H的一個左陪集,記作gH;{hg|對於所有h∈H}表示H的一個右陪集,記作Hg;也譯作傍系,旁集等。

基本介紹

  • 中文名:陪集
  • 外文名:Coset
  • 學科:代數
  • 分類:左右陪集
  • 別稱:傍系,旁集
  • 相關名詞:阿貝爾群
簡介,舉例,C2,整型,矢量,使用等價類的定義,雙重陪集,相關定理,

簡介

在數學中,如果G是一個群,H是G的一個子群,g是G的一個元素,那么
gH = {gh:對於所有h∈H}表示H的左陪集,
Hg = {hg:對於所有h∈H}表示H的右陪集。
只有當H是常態的時候,H的左陪集和H的右陪集是重合的,這是子群的一個定義。 雖然從子群派生,但陪集通常本身不是G的子群。
陪集是G中某些子群的左陪集或右陪集。由於Hg = g(g-1Hg),右陪集Hg和左陪集g(g-1Hg)相同。 因此,除非首先指定子群,否則將陪集稱為左陪集或右陪集是沒有意義的。 換句話說:一個子群的右陪集等於不同(共軛)子群的左陪集。 如果左陪集和右陪集是相同的,那么H是一個正常的子群,並且陪集形成一個稱為商或因子群的群。
映射gH↦(gH)-1 = Hg-1定義左陪集和H的右陪集之間的雙射,因此左陪集的數量等於右陪集的數量。 公共值稱為G中的H的索引。
對於阿貝爾群,左陪集和右陪集始終是相同的。 如果群操作是相加的,則使用的符號變為g + H或H + g。
陪集是研究團體的基本工具;例如,他們在拉格朗日定理中發揮核心作用。

舉例

C2

令G =({-1,1},×)是乘法下由{-1,1}形成的群,與C2同構,H為子組({1},×)。 那么{-1} =(-1)H = H(-1),{1} = 1H = H1是G中唯一的陪集。因為它的左和右陪集關於G的任何元素重合,H 是G的子群。

整型

令G是整數的加群,Z =({...,-2,-1,0,1,2,...},+),H是子群(mZ,+)=({。 ...,-2m,-m,0,m,2m,...},+)其中m是正整數。 那么G中H的陪集是m組mZ,mZ + 1,...,mZ +(m-1),其中mZ + a = {...,-2m + a,-m + a,a ,m + a,2m + a,...}。 由於mZ + m = m(Z + 1)= mZ,所以不超過m個陪集。 陪集(mZ + a,+)是模m的同餘類。

矢量

陪集的另一個例子來自於向量空間的理論。 向量空間的元素(向量)在向量加法下形成一個阿貝爾群。 不難顯示向量空間的子空間是該群的子群。 對於向量空間V,子空間W和V中的固定向量a,集合
稱為仿射子空間,並且是陪集(左和右,因為該組是阿貝爾語)。 在幾何向量方面,這些仿射子空間是與子空間平行的“線”或“平面”,這是通過原點的線或平面。

使用等價類的定義

一些作者定義G中的H的左陪集是若且唯若x-1y∈H時由x〜y給出的等價關係下的等價類。該關係也可以由x〜y定義,並且只有對於H中的某個h,xh = y。可以表明,給出的關係實際上是等價關係,並且兩個定義是等價的。 因此,G中H的任何兩個左陪集是相同的或不相交的。 換句話說,G的每個元素都屬於唯一的一個左陪集,所以左陪集形成了G的分區。相應的聲明適用於正確的陪襯。

雙重陪集

給定兩個子群,G群的H和K,G中的H和K的雙重陪集是形式為HgK = {hgk:h是H的元素,k是K的元素}的集合。 當H = 1和K = 1時,這些是H的左陪集和H的右陪集。

相關定理

0. 群G的有限子群H的任意兩個陪集包含的元素個數相等,且等於H的階。
1. 群G的子群H的兩個左(右)陪集,要么是不相交的,要么是相等的。
2. H是群G的子群,對任一g∈(G-H),gH∩H=Φ,Hg∩H=Φ。
3. H是有限群G的子群,若存在一組g2,g3...gr∈(G-H)使對於任意i≠j都有Hgi∩Hgj=Φ(或giH∩gjH=Φ),並且G=H∪Hg2∪Hg3∪...∪Hgr(或者H∪g2H∪g3H∪...∪grH),那么G的階r倍於H的階,並定義r=[G:H]為H在G內的指數。

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