Những hệ quả cơ bản của tiên đề nhóm Nhóm_(toán_học)

Thực tế cơ bản về mọi nhóm có thể thu nhận trực tiếp từ các tiên đề nhóm thường được kết gộp vào lý thuyết nhóm cơ bản.[23] Ví dụ, áp dụng cách lặp lại của tiên đề kết hợp chỉ ra rằng sự rõ ràng của

a • b • c = (a • b) • c = a • (b • c)

có thể tổng quát cho nhiều hơn ba phần tử. Bởi vì điều này hàm ý rằng dấu ngoặc đơn có thể điền vào bất kỳ vị trí nào bên trong một dãy các phần tử, cho nên dấu ngoặc đơn thường được bỏ đi.[24]

Tiên đề nhóm có thể làm yếu đi bằng giả sử tồn tại của một phần tử đơn vị tráiphần tử nghịch đảo trái. Có thể chứng minh chúng thực sự là những phần tử đơn vị hai phía và phần tử nghịch đảo hai phía (trái và phải), do đó định nghĩa này là tương đương với cái định nghĩa ở trên.[25]

Tính duy nhất của phần tử đơn vị và phần tử nghịch đảo

Hai hệ quả quan trọng của tiên đề nhóm đó là tính duy nhất của phần tử đơn vị và tính duy nhất của phần tử nghịch đảo. Chỉ có một phần tử đơn vị của nhóm, và mỗi phần tử trong nhóm có chính xác một phần tử nghịch đảo.[26]

Để chứng minh có duy nhất một phần tử nghịch đảo của phần tử a, giả sử rằng a có hai phần tử nghịch đảo, ký hiệu là b và c của nhóm (G, •). Khi đó

b=b • evới e là phần tử đơn vị
=b • (a • c)bởi vì c là phần tử nghịch đảo của a, nên e = a • c
=(b • a) • ctheo tiên đề kết hợp, nên có thể sắp xếp lại dấu ngoặc đơn
=e • cdo b là phần tử nghịch đảo của a, tức b • a = e
=cdo e là phần tử đơn vị

Hai phần tử b và c là bằng nhau do chúng được liên hệ bởi một chuỗi các đẳng thức. Nói cách khác chỉ có duy nhất một phần tử nghịch đảo của a. Tương tự, để chứng minh phần tử đơn vị của nhóm là duy nhất, giả sử G là nhóm với hai phần tử đơn vị e và f. Thì e = e • f = f, do vậy e và f bằng nhau.

Phép chia

Có thể thực hiện phép chia trong một nhóm: đối với hai phần tử a và b của nhóm G, tồn tại duy nhất một nghiệm x trong G thỏa mãn phương trình x • a = b.[26] Thực vậy, nhân vế phải của phương trình với phần tử nghịch đảo a−1 thu được nghiệm x = x • a • a−1 = b • a−1. Tương tự có chính xác một nghiệm y thuộc G trong phương trình a • y = b, hay y = a−1 • b. Nói chung, x và y không nhất thiết phải bằng nhau.

Hệ quả của điều này là phép nhân bởi một phần tử g trong nhóm có tính chất song ánh.Đặc biệt, nếu g thuộc G, tồn tại một song ánh từ G vào chính nó gọi là tịnh tiến trái bởi g tác dụng vào h ∈ G thành g • h. Tương tự, tịnh tiến phải bởi g là song ánh từ chính G vào nó bằng tác dụng vào h thành h • g. Nếu G là nhóm Abel, song ánh tịnh tiến trái và tịnh tiến phải bởi một phần tử của nhóm là như nhau.

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...