Курсовая работа: Конечные группы с заданными перестановочными подгруппами
где .
Лемма 2.15 Пусть – группа, . Тогда справедливы следующие утверждения:
(1) Если сверхразрешима, то и является -замкнутой, где – наибольший общий делитель ;
(2) Если , сверхразрешимы, то является сверхразрешимой;
(3) сверхразрешима, тогда и только тогда, когда является простым для каждой максимальной подгруппы группы .
Лемма 2.16 Если и – абнормальная подгруппа группы . То справедливы следующие утверждения:
(1) абнормальна в .
(2) Если , то абнормальна в .
Лемма 2.17. Если и – простое число, то существует такие силовские -подгруппы , и в , и соответственно, для которых .
Лемма 2.18. Пусть , подгруппы группы и . Тогда для всех .
3. Определения, примеры и общие свойства -перестановочных подгрупп
Напомним, что подгруппа группы перестановочна с подгруппой , если . Если перестановочна со всеми подгруппами группы , то она называется перестановочной [] или квазинормальной в [].
Так как для двух перестановочных подгрупп и произведение также является подгруппой в , то понятие перестановочных подгрупп является одним из наиболее важных обобщений понятия нормальных подгрупп.
Перестановочные подгруппы имеют много интересных свойств. Как известно, например, что каждая перестановочная подгруппа является восходящей [] и, если она является перестановочной подгруппой в некоторой конечной порождённой группе , то субнормальна в [].
Но фактически эти два результата были получены как обобщения следующего наблюдения: каждая перестановочная подгруппа конечной группы является субнормальной [].
Разрабатывая этот результат Ito и Szep доказали, что для каждой перестановочной подгруппы конечной группы , – нильпотентна [].
Немного позже было доказано, что при таких условиях,
[].
При некоторых естественных условиях мы встречаемся с ситуацией, когда некоторые подгруппы и группы неперестановочны, но существует подгруппа такая, что для некоторого .
Основываясь на этом наблюдении мы дадим следующие определения.
Определение 3.1 Пусть , – подгруппы группы и . Тогда мы говорим, что:
(1) является -перестановочной с , если для некоторого имеем .
(2) является наследственно -перестановочной с , если для некоторого .
Заметим, что -перестановочные подгруппы будут являются просто перестановочными подгруппами. Во втором приведённом случае мы имеем дело с -перестановочными подгруппами, которые были исследованы и использованы в [].
Рассмотрим следующих три основных примера:
Пример 3.2 Пусть – конечная группа, – силовская -подгруппа , – силовская -подгруппа . Тогда в общем случае , но существует такой, что – силовская -подгруппа группы .
Подгруппа конечной группы называется нормально погружённой, если каждая её силовская подгруппа является силовской подгруппой в некоторой нормальной подгруппе группы .
Пример 3.3 Пусть – конечная разрешимая группа, и – нормально погружённые подгруппы группы . Тогда является -перестановочной с .
Определение 3.4 Подгруппа группы называется (наследственно) -перестановочной, если она (наследственно) -перестановочна со всеми подгруппами группы .
Пример 3.5. Пусть , где и – симметричная группа из 3 символов. Ясно, что не является перестановочной ( для всех не тождественных элементов ). В тоже время – наследственно -перестановочна.
Рассмотрим теперь общие свойства -перестановочных подгрупп, изложенные в следующей теореме.
Теорема 3.6 Пусть , , подгруппы группы и . Тогда справедливы следующие утверждения:
(1) Если (наследственно) -перестановочна с , то (наследственно) -перестановочна с ;
(2) Если (наследственно) -перестановочна с , то (наследственно) -перестановочна с для всех ;
(3) Если и (наследственно)
-перестановочна с , тогда (наследственно) -перестановочна с в ;
(4) Если и (наследственно)
-перестановочна с в , тогда (наследственно) -перестановочна с ;
(5) Если , наследственно
-перестановочна с , то наследственно -перестановочна;
(6) Если (наследственно) -перестановочна с и , то (наследственно) -перестановочна с ;
(7) Если -перестановочна с и , то -перестановочна с .
Доказательство:
Утверждения (1), (2), (5), (6) и (7) очевидны.
(3) Пусть – элемент из (элемент ) такой что . Тогда
в и если , тогда
Таким образом подгруппа – (наследственно) -перестановочна с в .
Аналогично можно доказать утверждение (4).
Ч.т.д.
4. Конечные группы с заданными -перестановочными подгруппами
Используя понятие – перестановочности мы рассмотрим новые характеристики классов сверхразрешимых, нильпотентных и разрешимых групп.