近世代数第一章课后答案

近世代数第一章基本概念答案

§ 1 ． 集合

1.B?A，但B不是A的真子集，这个情况什么时候才能出现？ 解 由题设以及真子集的定义得，A的每一个元都属于B，因此A?B.于是由

B?A A?B

得A?B.所以上述情况在A=B时才能出现.

2. 假设A?B,A?B?? A?B??

解 （i） 由于A?B,所以A的每一个元都属于B,即A的每一个元都是A和B的共同元，因而由交集的定义得

A?A?B

但显然有

A?B?A

所以

A?B?A

(ii) 由并集的定义，A?B的每一个元素都属于A和B之一，但A?B,所以A?B的每一元素都属于B:

A?B?B

另一方面B?A?B,所以A?B?B.

§ 2 ． 映射

1. A={1,2,?，100}.找一个A?A到A的映射.

解 用?a,b?表示A?A的任意元素，这里a和b都属于A .按照定义做一个满足要求的映射即可，例如 ?： ?a,b?→a 就是这样的一个，因为?替A?A的任何元素?a,b?规定了一个唯一的象a,而a?A.

读者应该自己再找几个A?A到A的映射. 2.在你为习题1所找的映射之下，是不是A的每一个元都是A?A的一个元的象?

解 在上面给出的映射?之下，A的每一个元素都

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一、单项选择题(每小题3分，共12分)

1.设A=R(实数集)，B=R+(正实数集) υ:a→10a+1,?a∈A 则?是从A到B的( )。 A.满射而非单射 B.单射而非满射 C.一一映射 D.既非单射也非满射 2.剩余类加群Z6中，元素［１］的阶是( )。 A.1 B.2 C.3 D.6 3.7阶循环群的生成元个数是( )。 A.1 B.2 C.6 D.7

?a0??4.设R=??那么R关于矩阵的加法和乘法构成环，则这个矩阵环是( )。 ?0b?a、b?Z?，

????A.有单位元的可换环 B.无单位元的可换环 C.无单位元的非可换环 D.有单位元的非可换环 二、填空题(每小题3分，共24分)

1.设集合A含有m个元，则A的子集共有_____个. 2.每一个有限群都和一个_____群同构. 3.设a、b是群G的两个元，则(ab)-2=_____.

4.在3次对称群S3中与元(1 2 3)不可交换的元有_____个. 5.剩余类环Zm是无零因子环

1：证明：:实数域R上全体n阶方阵的集合Mn(R)，关于矩阵的加法构成一个交换群。 证：（1）显然，Mn(R)为一个具有“+”的代数系统。 （2）∵矩阵的加法满足结合律，那么有结合律成立。 （3）∵矩阵的加法满足交换律，那么有交换律成立。 （4）零元是零矩阵。?A∈Mn(R),A+0=0+A=A。 （5）?A∈Mn(R),负元是-A。A+(-A)=(-A)+A=0。 ∴（Mn(R),+）构成一个Abel群。

2：证明：实数域R上全体n阶可逆方阵的集合GLn(R)关于矩阵的乘法构成群。这个群称为n阶一般线形群。

证明：显然GLn(R)是个非空集合。

对于任何的A,B∈GLn(R)，令C=AB, 则C=|AB|=|A||B|≠0,所以C∈GLn(R)。

⑴因为举证乘法有结合律，所以结合律成立。 ⑵对任意A∈GLn(R)，AE=EA，所以E是单位元。

⑶任意的A∈GLn(R)，由于∣A∣≠0,∴A的逆矩阵A，满足

?1AA?1?A?1A?E且∴A的逆元是 A?1.所以，GLn(R)关于矩阵的乘法构成群。

3：证明:实数域R上全体n阶正交矩阵的集合On(R)关于矩阵的乘法构成群.这

近世代数习题解答

第二章 群论

1 群论

1. 全体整数的集合对于普通减法来说是不是一个群?

证 不是一个群,因为不适合结合律.

2. 举一个有两个元的群的例子.

证 G?{1,?1} 对于普通乘法来说是一个群.

3. 证明, 我们也可以用条件1,2以及下面的条件

4'. G至少存在一个右单位元e,能让ae?a 对于G的任何元a都成立

5'. 对于G的每一个元a,在G里至少存在一个右逆元a?1,能让 aa?1?e 证 (1) 一个右逆元一定是一个左逆元,意思是由aa?1?e 得a?1a?e 因为由4'G有元a'能使a?1a'?e 所以(a?1a)e?(a?1a)(a?1a')

?[a?1(aa?1)]a'?[a?1e]a'?a?1a'?e 即 a?1a?e

(2) 一个右恒等元e一定也是一个左恒等元,意即 由 ae?a 得 ea?a ea?(aa?14,5来作群的定义:

Chapter 1

1、proof Let A,B,C be sets .Suppose that x∈B,we get x∈A∩B or

x?A?B?A,and x?A?C or x?A?C?A since A?B?A?C and A?B?A?C.so x∈C and B?C.Similarly ,we have C?Band so B=C .

2、proof ① First,consider x?A?(B?A).Then x?A or x?B,but x?A.This

implies if x is not an element of A ,then x?B.Hence x?A?B and

A?(B?A)?A?B.

Conversely, if x?A?B,then by definition , x?A or x?B.

This generates two cases:

(a1) If x?A,clearly x?A?(B?A);

(b2) If x?B,then either x?A or not . i.e.,either x?B and x?A or

x?B but x?A, in either case, we h

近世代数复习

一、单项选择题(20分)

1、下面的代数系统（G，*）中，（ ）不是群。

A. G为整数集合，*为加法 B. G为偶数集合，*为加法 C.G为有理数集合，*为加法 D. G为有理数集合，*为乘法 2、设A={所有实数}，A的代数运算a?b=a+2b（ ） A.适合结合律但不适合交换律；B.不适合结合律但适合交换律； C.既适合结合律又适合交换律；D.既不适合结合律又不适合交换律 3、在整数加群Z中，不包含15Z的子群是（ ）。 (A) 3Z (B) 5Z (C) 3Z或5Z （D）13Z 4. 设a,b,c和x都是群G中的元素且xa?bxc,acx?xac，那么

2?1x?（ ）

A. bc?1a?1； B.c?1a?1； C.a?1bc?1； D.b?1ca。

5、设G＝Z，对G规定运算o，下列规定中只有（ ）构成群。 (A) aob=a+b-2 (B) aob=a? b 数的乘法）

6、设H

(B) ab1∈H (C) a1b∈H

－

－

(C) aob=2? a+3?

近世代数第二章群论答案

§1. 群的定义

1.全体整数的集合对于普通减法来说是不是一个群？ 解：不是，因为普通减法不是适合结合律。 例如

3??2?1??3?1?2 ?3?2??1?1?1?0 3??2?1???3?2??1 2.举一个有两个元的群的例。 解：令G??e,a?,G的乘法由下表给出

首先，容易验证，这个代数运算满足结合律 (1) ?x?y?z?x?y?z????????x,y,z?G

因为，由于ea?ae?a，若是元素e在(1)中出现，那么(1)成立。(参考第一章，§4，习题3。)若是e不在(1)中出现，那么有

?aa?a?ea?a a?aa??ae?a

而(1)仍成立。

其次，G有左单位元，就是e；e有左逆元，就是e，a有左逆元，就是a。所以G是一个群。

读者可以考虑一下，以上运算表是如何作出的。

3.证明，我们也可以用条件Ⅰ，Ⅱ以及下面的条件IV?，V?来做群的

第 1 页 共 20 页

定义：

IV? G里至少存在一个右逆元a?1，能让

ae=a 对于G的任何元a都成立；

V? 对于G的每一个元a，在G里至

近世代数第二章群论答案

§1. 群的定义

1.全体整数的集合对于普通减法来说是不是一个群？ 解：不是，因为普通减法不是适合结合律。 例如

3??2?1??3?1?2 ?3?2??1?1?1?0 3??2?1???3?2??1 2.举一个有两个元的群的例。 解：令G??e,a?,G的乘法由下表给出

首先，容易验证，这个代数运算满足结合律 (1) ?x?y?z?x?y?z????????x,y,z?G

因为，由于ea?ae?a，若是元素e在(1)中出现，那么(1)成立。(参考第一章，§4，习题3。)若是e不在(1)中出现，那么有

?aa?a?ea?a a?aa??ae?a

而(1)仍成立。

其次，G有左单位元，就是e；e有左逆元，就是e，a有左逆元，就是a。所以G是一个群。

读者可以考虑一下，以上运算表是如何作出的。

3.证明，我们也可以用条件Ⅰ，Ⅱ以及下面的条件IV?，V?来做群的

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定义：

IV? G里至少存在一个右逆元a?1，能让

ae=a 对于G的任何元a都成立；

V? 对于G的每一个元a，在G里至

习题1.1

1、写出下列随机试验的样本空间.

（1）生产产品直到有4件正品为正，记录生产产品的总件数.

（2）在单位园中任取一点记录其坐标.

（3）同时掷三颗骰子，记录出现的点数之和. 解：（1）??{4,5,6,7,8?} （2）??{(x.y)x?y?1} （3）??{3,4,5,6,7,8,9,10,?,18}

2、同时掷两颗骰子，

1

22x、y分别表示第一、二

两颗骰子出现的点数，设事件A表示“两颗骰子出现点数之和为奇数”，B表示“点数之差为零”，C表示“点数之积不超过20”，用样本的集合表示事件B?A，BC，B?C.

解：

B?A?{(1.1),(2.2),(3.3),(4.4),(5.5),(6.6)}

3、设某人向靶子射击3次，用Ai表示“第i次射击击中靶子”（i?1,2,3），试

B?C?{(1.1),(2.2),(3.3),(4.4),(5.5),(6.6),(4.6),(6.4),(5.6),(6.5)}

2

BC?{(1.1),(2.2),(3.3),(4.4)}

用语言描述下列事件.

A?A2 （1）1(A?A)A123 （2）

（3）A1A2?A1A2 解：（1）第1，2次都没有中靶

（2）第三次中靶且

第1，2中

习题1.1

1、写出下列随机试验的样本空间.

（1）生产产品直到有4件正品为正，记录生产产品的总件数.

（2）在单位园中任取一点记录其坐标.

（3）同时掷三颗骰子，记录出现的点数之和. 解：（1）??{4,5,6,7,8?} （2）??{(x.y)x?y?1} （3）??{3,4,5,6,7,8,9,10,?,18}

2、同时掷两颗骰子，

1

22x、y分别表示第一、二

两颗骰子出现的点数，设事件A表示“两颗骰子出现点数之和为奇数”，B表示“点数之差为零”，C表示“点数之积不超过20”，用样本的集合表示事件B?A，BC，B?C.

解：

B?A?{(1.1),(2.2),(3.3),(4.4),(5.5),(6.6)}

3、设某人向靶子射击3次，用Ai表示“第i次射击击中靶子”（i?1,2,3），试

B?C?{(1.1),(2.2),(3.3),(4.4),(5.5),(6.6),(4.6),(6.4),(5.6),(6.5)}

2

BC?{(1.1),(2.2),(3.3),(4.4)}

用语言描述下列事件.

A?A2 （1）1(A?A)A123 （2）

（3）A1A2?A1A2 解：（1）第1，2次都没有中靶

（2）第三次中靶且

第1，2中