グループ(群)に対して、ノーマルサブグループ(正規部分群)は、グループ(群)のノーマルサブグループ(正規部分群)によるクウォシェント(商)グループ(群)の上へのカノニカル(正典)グループ(群)ホモモーフィズム(準同形写像)のカーネル(核)であることの記述/証明
話題
About: グループ(群)
この記事の目次
開始コンテキスト
ターゲットコンテキスト
- 読者は、任意のグループ(群)に対して、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(群)の当該ノーマルサブグループ(正規部分群)によるクウォシェント(商)グループ(群)の上へのカノニカル(正典)グループ(群)ホモモーフィズム(準同形写像)のカーネル(核)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:
\(G'\): \(\in \{\text{ 全てのグループ(群)たち }\}\)
\(G\): \(\in \{G' \text{ の全てのノーマルサブグループ(正規部分群)たち }\}\)
\(G' / G\): \(= \text{ 当該クウォシェント(商)グループ(群) }\)
\(f\): \(G' \to G' / G, g' \mapsto [g']\)
//
ステートメント(言明)たち:
\(f \in \{\text{ 全てのグループ(群)ホモモーフィズム(準同形写像)たち }\}\)
\(\land\)
\(G = f \text{ のカーネル(核) }\)
//
2: 注
任意のグループ(群)ホモモーフィズム(準同形写像)に対して、当該ホモモーフィズム(準同形写像)のカーネル(核)は当該ドメイン(定義域)のノーマルサブグループ(正規部分群)であるという命題によって、任意のグループ(群)ホモモーフィズム(準同形写像)のカーネル(核)は当該ドメイン(定義域)のノーマルサブグループ(正規部分群)である; 本命題によって、任意のグループ(群)の任意のノーマルサブグループ(正規部分群)はあるグループ(群)ホモモーフィズム(準同形写像)のカーネル(核)である。
したがって、全てのノーマルサブグループ(正規部分群)たちは全てのグループ(群)ホモモーフィズム(準同形写像)たちのカーネル(核)たちである。
3: 証明
全体戦略: ステップ1: \(f\)はグループ(群)ホモモーフィズム(準同形写像)であることを見る; ステップ2: \(G\)は\(f\)のカーネル(核)であることを見る。
ステップ1:
\(f\)はグループ(群)ホモモーフィズム(準同形写像)であることを見よう。
\(f (1) = [1]\)、それは\(G' / G\)内のアイデンティティ(単位要素)である。
各\(g'_1, g'_2 \in G'\)に対して、\(f (g'_1 g'_2) = [g'_1 g'_2] = [g'_1] [g'_2] = f (g'_1) f (g'_2)\)。
各\(g' \in G'\)に対して、\(f (g'^{-1}) = [g'^{-1}] = [g']^{-1} = f (g')^{-1}\)。
したがって、\(f\)はグループ(群)ホモモーフィズム(準同形写像)である。
ステップ2:
\(G\)は\(f\)のカーネル(核)であることを見よう。
\(f (g') = [g'] = [1]\)が意味するのは、\(g' G = 1 G\)、それが意味するのは、\(g' g = 1\)、ある\(g \in G\)に対して、それが意味するのは、\(g' = g^{-1} \in G\)。
他方で、各\(g \in G\)に対して、\(f (g) = [g] = [1]\)、なぜなら、\(g G = 1 G\)、任意のグループ(群)に対して、任意の固定された要素による左からまたは右からのマルチプリケーション(積)マップ(写像)はバイジェクション(全単射)であるという命題によって。