左右陪集:同样分块为何可能不对齐
约 42 分钟
本课要解决的问题
非交换群中,为什么从左平移与从右平移可能产生不同的块?
这不是先背名词再找用途。我们从一个确切问题出发,逐步抽出能够重复使用的数学结构。学完本课,你应能解释“为什么要这样定义”,并独立完成一个计算或证明。
概念建立
左陪集 gH 与右陪集 Hg 分别由左乘和右乘得到。两套陪集都把 G 分成 |H| 大小的块,因而指数相同,但具体块未必相等。若对所有 g 都有 gH=Hg,则 H 称为正规子群;这一条件将允许下一章把陪集本身做成群。
推导主线
在 S₃ 中取 H=⟨(12)⟩={e,(12)},令 g=(123)。按置换复合逐点计算,gH={g,g(12)},Hg={g,(12)g};由于 g(12)≠(12)g,两块不同。差异正来自运算不交换。
完整例题
S₃ 有6个元素,H 有2个元素,所以无论左陪集还是右陪集都各有3块。块数相同来自 Lagrange 定理,块的成员不同则暴露 H 在共轭下不稳定。
严格边界
左陪集不等于右陪集并不破坏 Lagrange 定理;两边仍分别形成等大小划分。交换群的所有子群都正规,但非交换群也可能有正规子群。
课后闭环
明确采用右到左的置换复合约定,列出 S₃ 中 H=⟨(12)⟩ 的三组左陪集和三组右陪集,圈出不相等的一对。
完成页面中的单选、多选和计算题。计算题要保留中间步骤;多选题漏选或多选均视为没有掌握定义。错误按“对象、运算、条件、推理、计算”标出第一处失误,隔一天遮住答案重做。
Practice
本课练习
先独立作答再提交;编程题会在隔离沙箱中真实编译、运行并对拍。