证明偶数阶群必含2阶元。(离散数学)

作者&投稿:纪波 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
离散数学:证明:(H,。)和(K,。)是群(G,。)的两个r阶和s阶子群,且r和s互素,则 H∩K ={e}。~

首先,H∩K是H的子群,也是K的子群,e∈H∩K。
(证明:H,K是G的非空子群,所以e∈H且k∈K,所以e∈H∩K。
H∩K是H的子集,也是K的子集。
任取a,b∈H∩K,则a,b∈H且a,b∈K,因为H,K是G的子群,所以a(b逆)∈H且a(b逆)∈K,所以a(b逆)∈H∩K。
所以H∩K是H的子群,也是K的子群。)

其次,根据拉格朗日定理,子群H∩K的阶t是H的阶r的因子,也是K的阶s的因子,因为r,s互素,所以r,s的公因子是1,所以t=1。

所以H∩K={e}。

只要证明H={e,a,b,ab=ba}为一个4阶子群
显然ab≠a,ab≠b,否则与a和b为2阶元矛盾。
因为a^2=b^2=2,所以a^-1=a,b^-1=b
所以(ab)^-1=b^-1*a^-1=ba=ab
证毕。

证明:群中的每一个元素的阶均不为0 且单位元是其中惟一的阶为1的元素。因为任一阶大于2 的元素和它的逆元的阶相等。且当一个元素的阶大于2 时,其逆元和它本身不相等。故阶大于2 的元素是成对的。从而阶为1的元素与阶大于2 的元素个数之和是奇数。

因为该群的阶是偶数,从而它一定有阶为2 的元素。

关于偶数和奇数,有下面的性质:

(1)两个连续整数中必是一个奇数一个偶数;

(2)奇数与奇数的和或差是偶数;偶数与奇数的和或差是奇数;任意多个偶数的和都是偶数;单数个奇数的和是奇数;双数个奇数的和是偶数;

(3)两个奇(偶)数的和或差是偶数;一个偶数与一个奇数的和或差一定是奇数;

(4)除2外所有的正偶数均为合数;

(5)相邻偶数最大公约数为2,最小公倍数为它们乘积的一半。



群阶为偶数(设为2n),则群中必有一元素a,a的2n阶为e,a的1阶,2阶,一直到2n阶必在群中,a的n阶即为阶为2的元素。

设G是群,e是其幺元,H={x:x*a=a*x},由e*a=a*e可知e属于H,H非空,设x,y属于H,则

x*a=a*x,y*a=a*y,故得a*y^-1=y^-1*a,(x*y^-1)*a=x*(a*y^-1)=a*(x*y^-1)。

则x*y^-1属于H,由子群判定定理可知H是子群。


关于偶数和奇数,有下面的性质:

(1)两个连续整数中必是一个奇数一个偶数;

(2)奇数与奇数的和或差是偶数;偶数与奇数的和或差是奇数;任意多个偶数的和都是偶数;单数个奇数的和是奇数;双数个奇数的和是偶数;

(3)两个奇(偶)数的和或差是偶数;一个偶数与一个奇数的和或差一定是奇数;

(4)除2外所有的正偶数均为合数;

(5)相邻偶数最大公约数为2,最小公倍数为它们乘积的一半;

以上内容参考:百度百科-偶数



构造法证明:
群阶为偶数(设为2n),则群中必有一元素a,a的2n阶为e, a 的1阶,2阶,一直到2n阶必在群中,a的n阶即为阶为2的元素。
正常方法:
根据Sylow第一定理:G是有限群,p是素数,如果p^k||G|,k>=0,那么G中一定有一个阶为p^k的子群。
令p=2,k=1,则G有一个2阶子群,所以G中一定有2阶元。


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