problemas de grupos

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TAREA I ´ ALGEBRA MODERNA I DIANA AVELLA ALAMINOS (1) Encuentra sgn(α)y α -1 para α = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 8 7 6 5 4 3 2 1 . (2) Sea α un r-ciclo en S n . (a) Prueba que un α es una permutaci´on par si y s´olo si r es impar. (b) Prueba α 2 es un ciclo si y s´olo si r es impar. (3) Sean X un conjunto infinito, H la colecci´on de permutaciones en S X que mueven s´olo un n´ umero finito de elementos y K la colecci´on de permutaciones que mueven a lo m´as 50 elementos ¿Son H y K subrupos de S X ? (4) Decimos que una transposici´on en S n es una adyacencia si es de la forma (i, i + 1), 1 i<n. Prueba que la colecci´on de adyacencias genera al grupo sim´ etrico. (5) Sean α, β S n . Prueba que α y β tienen la misma estructura c´ ıclica si y s´olosi α = γβγ -1 para alg´ un γ S n (i.e. α y β son conjugados). (6) Sea α S n , n> 2. Prueba que si αβ = βα β S n , entonces α = (1). (7) Sean W = h(12)(34)i,V = {e, (12)(34), (13)(24), (14)(23)}≤ S 4 . Prueba que W V , V S 4 pero W 5 S 4 . (8) Sea H = {e, (12)} y K = {e, (1, 3)}. ¿Es HK un subgrupo de S 4 ? (9) ¿Es cierto que si G es un grupo tal que cada subgrupo de ´ el es normal, entonces G es abeliano? Demuestra o da un contraejemplo. (10) Sea H un subgrupo de G tal que el producto de dos clases laterales derechas de H en G es de nuevo una clase lateral derecha de H en G. Prueba que H es normal en G. (11) Sea G un grupo finito con un ´ unico subgrupo H de orden |H |. Prueba que H es normal en G. (12) Sea G un grupo abeliano finito. Prueba que: (a) Si p es un divisor primo de |G|, G tiene un elemento de orden p. (b) Si |G| =2n con n impar, G tiene exactamente un elemento de orden 2. (13) Sean G un grupo finito, H y K subgrupos de G con K H . Prueba que [G : K ]=[G : H ][H : K ]. (14) Sean G un grupo finito, H 6= K subgrupos de G, ambos de orden primo p. (a) Muestra que H K = {e}. (b) Deduce que el n´ umero de elementos de orden p en G es un m´ ultiplo de (p-1), cuando G es un grupo finito. (15) Muestra que si H y N son subgrupos de G con N normal en G entonces N H es normal en H pero no necesariamente en G. (16) Sea H es un subgrupo normal de un subgrupo finito G con m =[G : H ]; prueba que g m H para toda g G. ¿Qu´ e ocurre si H no es normal? 1

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Problemas de grupos con énfasis en clsas laterales, permutaciones y subgrupos normales

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  • TAREA I ALGEBRA MODERNA I DIANA AVELLA ALAMINOS

    (1) Encuentra sgn() y 1 para =(

    1 2 3 4 5 6 7 8 99 8 7 6 5 4 3 2 1

    ).

    (2) Sea un r-ciclo en Sn.(a) Prueba que un es una permutacion par si y solo si r es impar.(b) Prueba 2 es un ciclo si y solo si r es impar.

    (3) Sean X un conjunto infinito, H la coleccion de permutaciones en SX quemueven solo un numero finito de elementos y K la coleccion de permutacionesque mueven a lo mas 50 elementos Son H y K subrupos de SX?

    (4) Decimos que una transposicion en Sn es una adyacencia si es de la forma(i, i + 1), 1 i < n. Prueba que la coleccion de adyacencias genera al gruposimetrico.

    (5) Sean , Sn. Prueba que y tienen la misma estructura cclica si ysolo si = 1 para algun Sn (i.e. y son conjugados).

    (6) Sea Sn, n > 2. Prueba que si = Sn, entonces = (1).(7) Sean W = (12)(34), V = {e, (12)(34), (13)(24), (14)(23)} S4. Prueba

    que W V , V S4 pero W 5 S4.(8) Sea H = {e, (12)} y K = {e, (1, 3)}. Es HK un subgrupo de S4?(9) Es cierto que si G es un grupo tal que cada subgrupo de el es normal,

    entonces G es abeliano? Demuestra o da un contraejemplo.(10) Sea H un subgrupo de G tal que el producto de dos clases laterales derechas

    de H en G es de nuevo una clase lateral derecha de H en G. Prueba que Hes normal en G.

    (11) Sea G un grupo finito con un unico subgrupo H de orden |H|. Prueba queH es normal en G.

    (12) Sea G un grupo abeliano finito. Prueba que:(a) Si p es un divisor primo de |G|, G tiene un elemento de orden p.(b) Si |G| = 2n con n impar, G tiene exactamente un elemento de orden 2.

    (13) Sean G un grupo finito, H y K subgrupos de G con K H. Prueba que[G : K] = [G : H][H : K].

    (14) Sean G un grupo finito, H 6= K subgrupos de G, ambos de orden primo p.(a) Muestra que H K = {e}.(b) Deduce que el numero de elementos de orden p en G es un multiplo de

    (p-1), cuando G es un grupo finito.(15) Muestra que si H y N son subgrupos de G con N normal en G entonces

    N H es normal en H pero no necesariamente en G.(16) Sea H es un subgrupo normal de un subgrupo finito G con m = [G : H];

    prueba que gm H para toda g G. Que ocurre si H no es normal?

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