陪集

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陪集
术语名称 陪集
英语名称 coset
左陪集
术语名称 左陪集
英语名称 left coset
右陪集
术语名称 右陪集
英语名称 right coset

陪集(coset)指一个子群通过与群中每个元素运算得到的子集。全部这样的子集划分这个群。

定义

对群 [math]\displaystyle{ G }[/math] 及其子群 [math]\displaystyle{ H \leq G }[/math] ,记 [math]\displaystyle{ gH = \{gh \mid g\in G \land h\in H\} }[/math] 以及 [math]\displaystyle{ Hg = \{hg \mid g\in G \land h \in H\} }[/math] ,分别称为群 [math]\displaystyle{ G }[/math] 中子群 [math]\displaystyle{ H }[/math] 的一个左陪集(left coset of [math]\displaystyle{ H }[/math] in [math]\displaystyle{ G }[/math] )和一个右陪集(right coset of [math]\displaystyle{ H }[/math] in [math]\displaystyle{ G }[/math]),统称陪集(coset),其中元素 [math]\displaystyle{ g }[/math] 称为陪集 [math]\displaystyle{ gH }[/math] 和陪集 [math]\displaystyle{ Hg }[/math]陪集代表元(coset representative)。

性质

群中两元素 [math]\displaystyle{ g_1, g_2 }[/math] 具有相同左(右)陪集 [math]\displaystyle{ g_1 H = g_2 H }[/math][math]\displaystyle{ H g_1 = H g_2 }[/math] )是一个等价关系,也就是群中的左(右)同余关系。

事实上,每个子群总是对应着一左一右的两个这样的同余关系,所划分的同余类就是全体左右陪集。一个左(右)同余关系也对应着一个子群所划分的全体左(右)陪集,其子群就是幺元所在的同余类。

陪集表示 [math]\displaystyle{ gH }[/math] 中的元素 [math]\displaystyle{ g }[/math] 是这个陪集中的元素,因此相当于等价类中的代表元,因此也称为陪集的代表元。

子集本身 [math]\displaystyle{ H=eH=He }[/math] 总是一个陪集,称为平凡陪集

左陪集相等 [math]\displaystyle{ a H = bH }[/math] 当且仅当 [math]\displaystyle{ a^{-1}b \in H }[/math] ,右陪集相等 [math]\displaystyle{ Ha = Hb }[/math] 当且仅当 [math]\displaystyle{ a b^{-1}\in H }[/math]

左右陪集一般不同,若总是相同,则子群是一个正规子群

陪集的个数由 Lagrange 定理确定,左陪集数就是其中定义的子群的指数


基础群论初步
群、群公理 交换群、交换群公理 重排定理
子群 [math]\displaystyle{ \leq }[/math] 陪集、陪集定理 Lagrange 定理
正规子群、不变子群 [math]\displaystyle{ \unlhd }[/math] 共轭、共轭关系、共轭类
同余关系、同余类 商群
同态与同构
同态 同态核同态像
单同态满同态 同构 [math]\displaystyle{ \cong }[/math]
第一同构定理 第二同构定理 第三同构定理
群作用与变换群
群作用 左乘作用、共轭作用
忠实自由 Cayley 定理
轨道 稳定子群 轨道-稳定子群定理
不动点 Burnside 引理