循环群是一个群,它可以由单个元素 (群生成元)生成。循环群是阿贝尔群。
阶数为 的有限群循环群表示为
、
、
或
;Shanks 1993,第 75 页),其生成元
满足
(1)
|
其中 是单位元。
整数环 在加法下形成无限循环群,整数 0、1、2、...、
(
) 在加法(模
)下形成阶数为
的循环群。在这两种情况下,0 都是单位元。
对于每个阶数 ,都存在唯一的循环群,因此相同阶数的循环群总是同构的(Scott 1987,第 34 页;Shanks 1993,第 74 页)。此外,循环群的子群是循环群,并且所有素数阶群都是循环群。事实上,唯一的单阿贝尔群是阶数为
或
(素数)的循环群(Scott 1987,第 35 页)。
第 个循环群在 Wolfram 语言中表示为CyclicGroup[n]。
循环群的示例包括 、
、
、... 以及模乘法群
,其中
、4、
或
,其中
是奇素数,
(Shanks 1993,第 92 页)。
所有循环群都具有相同的乘法表结构。上面展示了 的表格。
通过计算特征因子,任何阿贝尔群都可以表示为循环子群的群直积,例如,有限群 C2×C4 或 有限群 C2×C2×C2。通常将群的直积表示中最高素因子的指数组合起来,因为这提供了更短的表示法,并且不会产生歧义。例如, 通常写为
。
循环群 的循环指标由下式给出
(2)
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其中 表示
整除
,
是欧拉函数(Harary 1994,第 184 页)。前几个由下式给出
(3)
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(4)
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