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循环群


循环群是一个,它可以由单个元素 X群生成元)生成。循环群是阿贝尔群

阶数为 n 的有限循环群表示为 C_nZ_nZ_nC_n;Shanks 1993,第 75 页),其生成元 X 满足

 X^n=I,
(1)

其中 I单位元

整数环 Z 在加法下形成无限循环群,整数 0、1、2、...、n-1 (Z_n) 在加法(模 n)下形成阶数为 n 的循环群。在这两种情况下,0 都是单位元

对于每个阶数 n>=2,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,唯一的阿贝尔群是阶数为 n=1n素数)的循环群(Scott 1987,第 35 页)。

n 个循环群在 Wolfram 语言中表示为CyclicGroup[n]。

循环群的示例包括 C_2C_3C_4、... 以及模乘法群 M_m,其中 m=2、4、p^n2p^n,其中 p奇素数n>=1(Shanks 1993,第 92 页)。

CyclicGroupTable

所有循环群都具有相同的乘法表结构。上面展示了 C_(20) 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群直积,例如,有限群 C2×C4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,C_2×C_3 通常写为 C_6

循环群 C_p循环指标由下式给出

 Z(C_p)=1/psum_(k|p)phi(k)a_k^(p/k),
(2)

其中 k|p 表示 k 整除 pphi(k)欧拉函数(Harary 1994,第 184 页)。前几个由下式给出

Z(C_1)=x_1
(3)
Z(C_2)=1/2x_1^2+1/2x_2
(4)
Z(C_3)=1/3x_1^3+2/3x_3
(5)
Z(C_4)=1/4x_1^4+1/4x_2^2+1/2x_4
(6)
Z(C_5)=1/5x_1^5+4/5x_5.
(7)

另请参阅

阿贝尔群特征因子循环群 C2循环群 C3循环群 C4循环群 C5循环群 C6循环群 C7循环群 C8循环群 C9循环群 C10循环群 C11循环群 C12元循环群模乘法群单群 在 MathWorld 课堂中探索此主题

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参考文献

Harary, F. In Graph Theory. Reading, MA: Addison-Wesley, pp. 181 and 184, 1994.Lomont, J. S. "Cyclic Groups." §3.10.A in Applications of Finite Groups. New York: Dover, p. 78, 1987.Scott, W. R. "Cyclic Groups." §2.4 in Group Theory. New York: Dover, pp. 34-35, 1987.Shanks, D. Solved and Unsolved Problems in Number Theory, 4th ed. New York: Chelsea, 1993.

在 Wolfram|Alpha 上被引用

循环群

请引用为

Weisstein, Eric W. “循环群”。来自 MathWorld——Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/CyclicGroup.html

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