Nhóm hữu hạn Nhóm_(toán_học)

Bài chi tiết: Nhóm hữu hạn

Nhóm gọi là hữu hạn nếu nó có hữu hạn các phần tử. Số lượng các phần tử của nhóm gọi là bậc của nhóm.[62] Một lớp quan trọng là nhóm đối xứng SN, tức nhóm hoán vị của N chữ cái. Ví dụ, nhóm đối xứng trên 3 chữ cái S3 là nhóm chứa mọi thứ tự khả dĩ của tổ hợp ba chữ cái ABC, bao gồm bộ các chữ ABC, ACB,..., cho tới CBA, tổng cộng là có 6 phần tử (hoặc 3 thừa số). Lớp này là cơ bản bởi bất ký nhóm hữu hạn nào có thể biểu diễn dưới dạng nhóm con của nhóm đối xứng SN đối với những số nguyên N phù hợp (định lý Cayley). Song song với nhóm đối xứng của hình vuông nêu ra ở trên, có thể giải thích nhóm đối xứng S3 như là nhóm đối xứng của tam giác đều.

Bậc của một phần tử a trong nhóm G là số nguyên dương nhỏ nhất n sao cho a n = e, với a n đại diện cho

a ⋯ a ⏟ n  factors , {\displaystyle \underbrace {a\cdots a} _{n{\text{ factors}}},}

có nghĩa là áp dụng phép toán nhóm • cho n bản sao của phần tử a. (nếu • biểu diễn cho phép nhân, thì an tương ứng với a lũy thừa n.) Trong nhóm hữu hạn, n có thể không tồn tại, và trong trường hợp này có thể nói bậc của a là vô hạn. Bậc của một phần tử bằng bậc của nhóm con xiclic sinh bởi phần tử này.

Đối với kỹ thuật đếm các đối tượng phức tạp hơn, ví dụ khi đếm các lớp (cosets), sẽ thu được phát biểu chính xác hơn về nhóm hữu hạn: định lý Lagrange phát biểu rằng đối với nhóm hữu hạn G bậc của bất kỳ nhóm con H nào sẽ là ước của bậc của G. Định lý Sylow đưa ra một phát biểu gần ngược lại.

Nhóm nhị diện (nêu ở trên) là nhóm hữu hạn có bậc 8. Bậc của r1 là 4, hay chính là bậc của nhóm con R mà nó sinh ra(xem ở trên). Bậc của các phần tử phản xạ fvv.v bằng 2. Cả hai đều là ước của 8 đúng như định lý Lagrange tiên đoán. Nhóm Fp× ở trên có bậc p − 1.

Phân loại các nhóm đơn giản hữu hạn

Các nhà toán học thường nỗ lực thu được sự phân loại (hoặc danh sách) đầy đủ của một khái niệm toán học. Trong trường hợp các nhóm đơn giản hữu hạn, mục đích này nhanh chóng dẫn tới sự khó khăn và sự sâu sắc trong toán học. Theo định lý Lagrange, nhóm hữu hạn bậc p, với p là số nguyên tố, cần thiết là nhóm xilic (Abel) Zp. Cũng có thể chứng minh nhóm có bậc p2 là nhóm Abel, nhưng phát biểu này không còn đúng khi tổng quát hóa cho nhóm bậc p3, vì nhóm phi Abel D4 có bậc 8 = 23 như chỉ ra ở trên.[63] Những hệ thống máy tính đại số được dùng để liệt kê ra những nhóm nhỏ, nhưng không có cách phân loại mọi nhóm hữu hạn.q[›] Một bước trung gian là phân loại các nhóm đơn giản hữu hạn.r[›] Nhóm không tầm thường gọi là đơn giản chỉ nếu các nhóm con chuẩn tắc của nó là nhóm tầm thường và cũng đối với chính nhóm đó.s[›] Định lý Jordan–Hölder chỉ ra các nhóm đơn giản hữu hạn là những viên gạch cơ bản cho mọi nhóm hữu hạn.[64] Công việc liệt kê ra mọi nhóm đơn giản hữu hạn là một thành tựu lớn đạt được của lý thuyết nhóm hiện nay. Richard Borcherds giành Huy chương Fields năm 1998 nhờ chứng minh thành công phỏng đoán quái vật giả tưởng (monstrous moonshine conjectures), một mối liên hệ sâu sắc và kỳ lạ giữ nhóm bất định đơn giản hữu hạn lớn nhất (the largest finite simple sporadic group)— "nhóm quỷ"—với những hàm môđula nhất định, một thành phần trong giải tích phức cổ điển, và lý thuyết dây, lý thuyết tìm cách miêu tả thống nhất nhiều hiện tượng vật lý trong tự nhiên.[65]

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Nhóm_(toán_học) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/247054 http://mathworld.wolfram.com/Group.html http://mathworld.wolfram.com/IdentityElement.html http://gdz.sub.uni-goettingen.de/index.php?id=11&P... http://www.math.cornell.edu/~hatcher/AT/ATpage.htm... http://adsabs.harvard.edu/abs/1937RSPSA.161..220J http://adsabs.harvard.edu/abs/1997hep.ph....5211B http://quod.lib.umich.edu/cgi/t/text/pageviewer-id... http://quod.lib.umich.edu/cgi/t/text/text-idx?c=um... http://www.quasigroups.eu/contents/download/2001/8...