グループ(群)のノーマルサブグループ(正規部分群)は、グループ(群)のサブグループ(部分群)の、ノーマルサブグループ(正規部分群)によるマルチプリケーション(乗法)を取ったもののノーマルサブグループ(正規部分群)であることの記述/証明
話題
About: グループ
この記事の目次
開始コンテキスト
- 読者は、グループ(群)のノーマルサブグループ(正規部分群)の定義を知っている。
- 読者は、任意のグループに対して、当該グループ(群)の任意のサブグループ(部分群)の、当該グループ(群)の任意のノーマルサブグループ(正規部分群)によるマルチプリケーション(乗法)を取ったものは当該グループ(群)のサブグループ(部分群)であるという命題を認めている。
- 読者は、任意のグループ(群)、その任意のサブグループ(部分群)に対して、当該サブグループ(部分群)はノーマルサブグループ(正規部分群)である、もしも、それの、当該グループ(群)の各要素によるコンジュゲート(共役)サブグループ(部分群)がそれの中に包含されている場合、という命題を認めている。
ターゲットコンテキスト
- 読者は、任意のグループに対して、当該グループの任意のノーマルサブグループ(正規部分群)は、当該グループの任意のサブグループ(部分群)の、当該ノーマルサブグループ(正規部分群)によるマルチプリケーション(乗法)を取ったもののノーマルサブグループ(正規部分群)であるという命題の記述および証明を得る。
オリエンテーション
本サイトにてこれまで議論された定義たちの一覧があります。
本サイトにてこれまで議論された命題たちの一覧があります。
本体
1: 構造化された記述
ここに'構造化された記述'のルールたちがある。
エンティティ(実体)たち:
\(G\): \(\in \{\text{ 全てのグループたち }\}\)
\(G_1\): \(\in \{G \text{ の全てのサブグループたち }\}\)
\(G_2\): \(\in \{G \text{ の全てのノーマルサブグループたち }\}\)
//
\(G_2 \in \{G_1 G_2 \text{ の全てのノーマルサブグループたち }\}\)
\(\land\)
\(G_2 \in \{G_2 G_2 \text{ の全てのノーマルサブグループたち }\}\)
//
2: 自然言語記述
任意のグループ\(G\)、\(G\)の任意のサブグループ\(G_1\)、\(G\)の任意のノーマルサブグループ\(G_2\)に対して、\(G_2\)は\(G_1 G_2\)のノーマルサブグループであり、\(G_2\)は\(G_2 G_1\)のノーマルサブグループである。
3: 証明
\(G_1 G_2 \subseteq G\)および\(G_2 G_1 \subseteq G\)は本当に\(G\)のサブグループたちである、任意のグループに対して、当該グループ(群)の任意のサブグループ(部分群)の、当該グループ(群)の任意のノーマルサブグループ(正規部分群)によるマルチプリケーション(乗法)を取ったものは当該グループ(群)のサブグループ(部分群)であるという命題によって。
第1に、\(G_1 G_2\)のノーマルサブグループであることについて考えよう。
\(G_2 \subseteq G_1 G_2\)は明らかである。したがって、\(G_2\)は\(G_1 G_2\)のサブグループである。
任意の\(p \in G_1 G_2\)に対して、\(p G_2 p^{-1} \subseteq G_2\)、なぜなら、\(p \in G\)。したがって、\(G_2\)は\(G_1 G_2\)のノーマルサブグループである、任意のグループ(群)、その任意のサブグループ(部分群)に対して、当該サブグループ(部分群)はノーマルサブグループ(正規部分群)である、もしも、それの、当該グループ(群)の各要素によるコンジュゲート(共役)サブグループ(部分群)がそれの中に包含されている場合、という命題によって。
\(G_2 G_1\)のノーマルサブグループであることについて考えよう。
\(G_2 \subseteq G_2 G_1\)は明らかである。したがって、\(G_2\)は\(G_2 G_1\)のサブグループである。
任意の\(p \in G_2 G_1\)に対して、\(p G_2 p^{-1} \subseteq G_2\)、なぜなら、\(p \in G\)。したがって、\(G_2\)は\(G_2 G_1\)のノーマルサブグループである、任意のグループ(群)、その任意のサブグループ(部分群)に対して、当該サブグループ(部分群)はノーマルサブグループ(正規部分群)である、もしも、それの、当該グループ(群)の各要素によるコンジュゲート(共役)サブグループ(部分群)がそれの中に包含されている場合、という命題によって。