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PetrusBellmonte committed Feb 19, 2024
1 parent 2c2b399 commit b8c6709
Showing 1 changed file with 14 additions and 7 deletions.
21 changes: 14 additions & 7 deletions sections/section1.tex
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Expand Up @@ -157,17 +157,24 @@ \subsection{Auflösbare Gruppen}
Sei G eine Gruppe. Für $x,y \in G$ heißt $x^{-1}y^{-1}xy = [x,y]$ \emph{Kommutator} von x und y. Die Kommutatoruntergruppe von G ist $$D(G) = <[x,y] \mid x,y \in G>$$
Alternativnotation: $[G,G] := D(G)$.
\end{definition}
\begin{lemma}
Die Kommutatoruntergruppe D(G) einer Gruppe G ist ein NT von G. Die Faktorgruppe $G^m = G/_{D(G)}$ ist abelsch und heißt \emph{Abelisierung} von G.
Ist $N \nteq G$ und $G/_N$ abelsch, dann ist $D(G) \subseteq N$ (d.h. $G/_{D(G)} ->> G/_N$ ist surjektiv)
\begin{lemma}[Abelisierung]
Für die Kommutatorengruppe gelten folgende Aussagen:
\begin{itemize}
\item Die Kommutatoruntergruppe $D(G)$ einer Gruppe $G$ ist ein Normalteiler von $G$.
\item Die Faktorgruppe $G^m = G/_{D(G)}$ ist abelsch und heißt \emph{Abelisierung} von $G$.
\item Ist $N \nteq G$ und $G/_N$ abelsch, dann ist $D(G) \subseteq N$ (d.h. $G/_{D(G)} \twoheadrightarrow G/_N$ ist surjektiv)
\end{itemize}
\end{lemma}
\begin{proof}
Es ist $g^{-1}[x,y]g = g^{-1}x^{-1}y^{-1}xyg = (g^{-1}x^{-1}g)(g^{-1}yg)(g^{-1}xg)(g^{-1}yg) = [g^{-1}xg, g^{-1}yg]$. Somit ist $g^{-1}D(G)g = \langle[g^{-1}xg, g^{-1}yg] \mid x,g \in G\rangle = D(G)$.
$G$ Gruppe, $x, y \in G$
\begin{itemize}
\item Es ist $g^{-1}[x,y]g = g^{-1}x^{-1}y^{-1}xyg = (g^{-1}x^{-1}g)(g^{-1}yg)(g^{-1}xg)(g^{-1}yg) = [g^{-1}xg, g^{-1}yg]$. Somit ist $g^{-1}D(G)g = \langle[g^{-1}xg, g^{-1}yg] \mid x,g \in G\rangle = D(G)$.

Seien $xD(F), yD(G) \in G/D(G)$. Es ist dann $xyD(G) = xy[y,x]D(G) = xyy^{-1}x^{-1}yxD(G) = yxD(G)$.
\item Seien $xD(F), yD(G) \in G/D(G)$. Es ist dann $xyD(G) = xy[y,x]D(G) = xyy^{-1}x^{-1}yxD(G) = yxD(G)$.

Betrachte die kanonische Projektion $\pi: G ->> G/N$. Dann ist $\pi([x,y]) = \pi(x^{-1}y^{-1}xy) = \pi(x)^{-1}\pi(y)^{-1}\pi(x)\pi(y) = [\pi(x), \pi(y)] = N = \in G/N$ abelsch.
\item Betrachte die kanonische Projektion $\pi: G \twoheadrightarrow G/N$. Dann ist $\pi([x,y]) = \pi(x^{-1}y^{-1}xy) = \pi(x)^{-1}\pi(y)^{-1}\pi(x)\pi(y) = [\pi(x), \pi(y)] = 1N \in G/N$ abelsch.
Also $D(G) \subseteq N$.
\end{itemize}
\end{proof}
\begin{definition}
Setze $D^0(G) = G$ und dann induktiv $D^{i+1}(G) := D(D^i(G))$. Die Reihe
Expand All @@ -184,7 +191,7 @@ \subsection{Auflösbare Gruppen}
$$\{1\} = G_0 \nt ... \nt G_n = G$$
Wir zeigen induktiv über die Länge $n$ der Normalreihe: $D^j(G) \subseteq G_{n-j}, j \in [n]_0$.
IA: $n=0$. Klar: $D^0(G) = G = G_0 = G_n$
ISt: Angenommen $D^j(G) \subseteq G_{n-j}$. Dann $D^{j+1}(G) = D(D^j(G)) \subseteq D(G_{n-j}) \subseteq G_{n-j-1}$. Die letzte Inklusion folgt aus TODO
ISt: Angenommen $D^j(G) \subseteq G_{n-j}$. Dann $D^{j+1}(G) = D(D^j(G)) \subseteq D(G_{n-j}) \subseteq G_{n-j-1}$. Die letzte Inklusion folgt aus 1.15 (dritte Aussage) TODO
\end{proof}
\begin{example}
Sei G eine Gruppe und p eine Primzahl. Ist $|G| = p^n$, dann ist G auflösbar (und sogar nilpotent).
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