Faktorová grupa

Faktorová grupa neboli faktorgrupa nebo podílová grupa je v teorii grup grupa odvozená od dvou jiných grup způsobem, který zobecňuje dělení na grupy. V univerzální algebře je možné definovat faktorovou grupu jako grupu, která je faktoralgebrou jiné grupy.

Definice

Rozklady podle podgrupy

  • Levým rozkladem grupy G {\displaystyle G\,\!} podle podgrupy H {\displaystyle H\,\!} je množina

{ a H : a G } {\displaystyle \{aH:a\in G\}}

kde množiny a H = { a h : h H } {\displaystyle aH=\{a\cdot h:h\in H\}} se nazývají levé třídy rozkladu.

  • Pravým rozkladem grupy G {\displaystyle G\,\!} podle podgrupy H {\displaystyle H\,\!} je množina

{ H a : a G } {\displaystyle \{Ha:a\in G\}}

kde množiny H a = { h a : h H } {\displaystyle Ha=\{h\cdot a:h\in H\}} pravé třídy rozkladu.

Normální podgrupa

Podgrupa H {\displaystyle H\,\!} grupy G {\displaystyle G\,\!} je normální, značíme H G {\displaystyle H\triangleleft G\,\!} , pokud pro všechny a G {\displaystyle a\in G\,\!} platí a H = H a {\displaystyle aH=Ha\,\!} .

Příklad

Faktorgrupa

Jestliže H {\displaystyle H\,\!} je normální podgrupa grupy G {\displaystyle G\,\!} (symbolicky: H G {\displaystyle H\triangleleft G} ), můžeme na množině levých rozkladových tříd zavést grupovou operaci

a H b H = ( a b ) H {\displaystyle aH\cdot bH=(a\cdot b)H} .

Pak množina levých rozkladových tříd s touto operací tvoří opět grupu, která se nazývá faktorová grupa G {\displaystyle G\,\!} podle normální podgrupy H {\displaystyle H\,\!} a značí se G / H {\displaystyle G/H\,\!} .

Příklady

  • Je-li G {\displaystyle G\,\!} libovolná grupa s násobením, pak G {\displaystyle G\,\!} a { 1 } {\displaystyle \{1\}\,\!} jsou její normální podgrupy. Pro příslušné faktorové grupy platí G / G 1 {\displaystyle G/G\cong {1}} a G / 1 G {\displaystyle G/{1}\cong G} .
  • Množina n Z {\displaystyle n\mathbb {Z} \,\!} všech násobků čísla n {\displaystyle n\,\!} je normální podgrupou aditivní grupy Z {\displaystyle \mathbb {Z} \,\!} , faktorová grupa Z / n Z {\displaystyle \mathbb {Z} /n\mathbb {Z} \,\!} je isomorfní s grupou Z n {\displaystyle \mathbb {Z} _{n}\,\!} .

Hlavní věty o faktorových grupách

Nechť f : G H {\displaystyle f:G\to H} je homomorfizmus grup. Pak jádro Ker(f) je normální podgrupa G a x x K e r ( f ) {\displaystyle x\mapsto xKer(f)} definuje izomorfizmus grup

I m ( f ) G / K e r ( f ) . {\displaystyle Im(f)\simeq G/Ker(f).}

Nechť N G {\displaystyle N\triangleleft G} . Pak ke každému homomorfismu φ : G L {\displaystyle \varphi :G\rightarrow L} grup, pro který N K e r φ {\displaystyle N\subseteq Ker\varphi } , existuje jediný homomorfismus φ : G / N L {\displaystyle \varphi ':G/N\rightarrow L} takový, že φ = φ p {\displaystyle \varphi =\varphi '\circ p} (kde p {\displaystyle p\,\!} je projekce G {\displaystyle G\,\!} na G / N {\displaystyle G/N\,\!} ).

Nechť N a H jsou normální podgrupy G a N je podgrupa H. Pak N je normální podgrupa H, H/N je normální podgrupa G/N a platí

G / H ( G / N ) / ( H / N ) . {\displaystyle G/H\simeq (G/N)/(H/N).}

Související články

Literatura

STANOVSKÝ, David. Základy algebry. Praha: Matfyzpress, 2010. 153 s. ISBN 978-80-7378-105-7. Kapitola Grupy. 

Pahýl
Pahýl
Tento článek je příliš stručný nebo postrádá důležité informace.
Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte. Nevkládejte však bez oprávnění cizí texty.