请问陪集、左陪集商群、正规子群该如何理解?


title: 请问陪集、左陪集商群、正规子群该如何理解? - guyuming 的回答
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author: guyuming (7f730d22ad19e1f7e07790ff15d529ed)
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created: 2020-09-25 10:13:20
updated: 2020-10-07 00:00:00
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tags: [数学, 抽象代数, 现代数学, 群论]


请问陪集、左陪集商群、正规子群该如何理解? - guyuming 的回答

问题描述

自学抽代的小女孩请各位大神多多赐教,不胜感激。
定义我是知道的,但是感觉理解不透。所以想向大家请教~
另外,陪集可以理解成等价类吗,它对于群的划分是怎样的呢?商集如果我没记错是所有等价类的集合,那么商群的作用是什么,为什么要通过正规子集来刻画呢?
谢谢大家~不胜感激

话题:

数学, 抽象代数, 现代数学, 群论

回答:

我最近也在B站学 Visual Group Theory, 从里面截个我喜欢的图吧: -- 备忘 数学物理科普书收集 > Visual Group Theory 群论彩图版

这个图其实和本问题高赞回答里面那个“一所高中分班级”的比喻有些接近的。

我个人目前对群论的体会是:图里的那些个最小单位的黑点点,不要理解为不可分的“实体”,而是“实体间的映射”或“置换”。所以这图表达的也就是子群商群关系,却并不能体现群成员之间关系。

关于陪集和正规子群,我再从 Visual Group Theory 里截两个图:

最后,索性多截两张图,来解释下前面提到的“群成员是映射”的理解:群成员是下图三角形顶点通过旋转或翻转产生的置换,也就是说群成员是初始三个顶点位置到变化后三个顶点位置的映射。

若给群成员从1到n编上号,又可以得到对称群Sn的一个子群

关于置换,我是看懂这篇文章后才觉得自己明白的:近世代数理论基础10:变换群·置换群 。倒不是说别的文章不行,如同一顿饭吃饱了不能只归功于最后一口。 -- 近世代数 - 文集 - 简书 总计43章

再回到“群成员是映射”,我目前学到的例子里啥对称旋转翻转啊,这种映射都是空间点一一映射,也就是至少都可以理解成“函数”。结合Cayley diagram 可视化,是不是可以理解为群描述的就是定义域,值域相同的一组一一映射(也就是Generator)复合的结果及关系呢?


再贴两个 Visual Group Theory 里面关于左右陪集里面的比较吧。我找到两次比较,第一次出现在Cosets定义那一节,第二次出现在讲Quotients时的回顾。事实上,我一开始听 Visual Group Theory,一直觉得右陪集比左陪集容易理解,虽然从结果上说,左陪集就像子集的拷贝,容易看出,但如何根据Cayley Diagram 里面的点和箭头得到左陪集,我一直觉得脑子有些不够用。后来,看到第二次对左右陪集的对比,觉得第二次对左陪集的描述容易理解些:


推荐阅读 为何从一元五次方程开始就没有由有限次加、减、乘、除、开方运算构成的求根公式了? 里 “如何把门把手分层——如何把域扩张(在不破坏伽罗瓦对应的情况下)分为若干步。”那一部分,就是那个班级同学换礼物的比喻。

我一开始看匡世珉这个回答是云里雾里,后来看了好久VisualGroupTheory,搞清了一些基本定义后再看,觉得有些明白了(不排除自以为明白了,其实只是混了脸熟)。


看 visual group theory 的时候,一直不明白为啥要研究 轨道,稳定子 啥的,刚看了 如何使用GAP复原魔方? 才有恍然大悟的感觉。

  

评论:

沐夏小天: 同样的困惑,为何研究轨道和稳定子呢?