Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины»
Математический факультет
Кафедра ТВ и матстатистики
Курсовая работа
КОНЕЧНЫЕ ГРУППЫ С ЗАДАННЫМИ СИСТЕМАМИ СЛАБО НОРМАЛЬНЫХ ПОДГРУПП
Исполнитель:
Студент группы М-32 Макарченко А.Ю.
Научный руководитель:
Канд. физ-мат. наук, доцент Малинковский М.Т.
Гомель 2007
Содержание
1. Определение и общие свойства слабо нормальных подгрупп
2. Конечные группы со слабо нормальными подгруппами
Перечень условных обозначений
В работе все рассматриваемые группы предполагаются конечными.
Будем
различать знак
включения
множеств
и знак строгого
включения
;
и
- соответственно
знаки пересечения
и объединения
множеств;
- пустое
множество;
- множество
всех
для которых
выполняется
условие
;
- множество
всех натуральных
чисел;
- множество
всех простых
чисел;
- некоторое
множество
простых чисел,
т.е.
;
- дополнение
к
во множестве
всех простых
чисел; в частности,
;
примарное
число - любое
число вида
;
Пусть
- группа. Тогда:
- порядок
группы
;
- порядок
элемента
группы
;
- единичный
элемент и единичная
подгруппа
группы
;
- множество
всех простых
делителей
порядка группы
;
- множество
всех различных
простых делителей
натурального
числа
;
-группа
- группа
,
для которой
;
-группа
- группа
,
для которой
;
- подгруппа
Фраттини группы
,
т.е. пересечение
всех максимальных
подгрупп группы
;
- подгруппа
Фиттинга группы
,
т.е. произведение
всех нормальных
нильпотентных
подгрупп группы
;
- наибольшая
нормальная
-нильпотентная
подгруппа
группы
;
- коммутант
группы
,
т.е. подгруппа,
порожденная
коммутаторами
всех элементов
группы
;
-
-ый
коммутант
группы
;
- наибольшая
нормальная
-подгруппа
группы
;
-
-холловская
подгруппа
группы
;
- силовская
-подгруппа
группы
;
- дополнение
к силовской
-подгруппе
в группе
,
т.е.
-холловская
подгруппа
группы
;
- группа
всех автоморфизмов
группы
;
-
является подгруппой
группы
;
-
является собственной
подгруппой
группы
;
-
является максимальной
подгруппой
группы
;
нетривиальная подгруппа - неединичная собственная подгруппа;
-
является нормальной
подгруппой
группы
;
- подгруппа
характеристична
в группе
,
т.е.
для любого
автоморфизма
;
- индекс
подгруппы
в группе
;
;
- централизатор
подгруппы
в группе
;
- нормализатор
подгруппы
в группе
;
- центр
группы
;
- циклическая
группа порядка
;
- ядро
подгруппы
в группе
,
т.е. пересечение
всех подгрупп,
сопряжённых
с
в
.
Если
и
- подгруппы
группы
,
то:
- прямое
произведение
подгрупп
и
;
- полупрямое
произведение
нормальной
подгруппы
и подгруппы
;
-
и
изоморфны.
Группа
называется:
примарной,
если
;
бипримарной,
если
.
Скобки
применяются
для обозначения
подгрупп, порождённых
некоторым
множеством
элементов или
подгрупп.
- подгруппа,
порожденная
всеми
,
для которых
выполняется
.
,
где
.
Группу
называют:
-замкнутой,
если силовская
-подгруппа
группы
нормальна в
;
-нильпотентной,
если
-холловская
подгруппа
группы
нормальна в
;
-разрешимой,
если существует
нормальный
ряд, факторы
которого либо
-группы,
либо
-группы;
-сверхразрешимой,
если каждый
ее главный
фактор является
либо
-группой,
либо циклической
группой;
нильпотентной, если все ее силовские подгруппы нормальны;
метанильпотентной,
если существует
нормальная
нильпотентная
подгруппа
группы
такая, что
нильпотентна.
разрешимой,
если существует
номер
такой, что
;
сверхразрешимой, если она обладает главным рядом, все индексы которого являются простыми числами.
Группа Шмидта - это конечная ненильпотентная группа, все собственные группы которой нильпотентны.
Добавлением
к подгруппе
группы
называется
такая подгруппа
из
,
что
.
Минимальная
нормальная
подгруппа
группы
- неединичная
нормальная
подгруппа
группы
,
не содержащая
собственных
неединичных
нормальных
подгрупп группы
.
Цоколь
группы
- произведение
всех минимальных
нормальных
подгрупп группы
.
- цоколь
группы
.
Классы групп, т.е. совокупности групп, замкнутые относительно изоморфизмов, обозначаются прописными готическими буквами. Также обозначаются формации, т.е. классы групп, замкнутые относительно факторгрупп и подпрямых произведений. За некоторыми классами закреплены стандартные обозначения:
- класс
всех групп;
- класс
всех абелевых
групп;
- класс
всех нильпотентных
групп;
- класс
всех разрешимых
групп;
- класс
всех
-групп;
- класс
всех сверхразрешимых
групп;
Формации - это классы конечных групп, замкнутые относительно взятия гомоморфных образов и конечных подпрямых произведений.
Пусть
- некоторый
класс групп
и
- группа, тогда:
-
-корадикал
группы
,
т.е. пересечение
всех тех нормальных
подгрупп
из
,
для которых
.
Если
- формация, то
является наименьшей
нормальной
подгруппой
группы
,
факторгруппа
по которой
принадлежит
.
Если
- формация всех
сверхразрешимых
групп, то
называется
сверхразрешимым
корадикалом
группы
.
Формация
называется
насыщенной,
если всегда
из
следует, что
и
.
Класс
групп
называется
наследственным
или замкнутым
относительно
подгрупп, если
из того, что
следует, что
и каждая подгруппа
группы
также принадлежит
.
Произведение
формаций
и
состоит из всех
групп
,
для которых
,
т.е.
.
Пусть
- некоторая
непустая формация.
Максимальная
подгруппа
группы
называется
-абнормальной,
если
.
Подгруппы
и
группы
называются
перестановочными,
если
.
Пусть
- максимальная
подгруппа
группы
.
Нормальным
индексом подгруппы
называют порядок
главного фактора
,
где
и
,
и обозначают
символом
.
Пусть
- группа и
- различные
простые делители
порядка группы
.
Тогда группа
называется
дисперсивной
по Оре, если
существуют
подгруппы
,
такие что
- силовская
-подгруппа
группы
и подгруппа
нормальна в
для всех
.
Введение
В своей
работе Оре
рассмотрел
два обобщения
нормальности,
оба из которых
вызывают
неослабевающий
интерес у
исследователей
и в наши дни.
Во-первых, в
работе были
впервые введены
в математическую
практику
квазинормальные
подгруппы:
следуя, мы говорим,
что подгруппа
группы
квазинормальна
в
,
если
перестановочна
с любой подгруппой
из
(т.е.
для всех подгрупп
из
).
Оказалось, что
квазинормальные
подгруппы
обладают рядом
интересных
свойств и что
фактически
они мало отличаются
от нормальных
подгрупп. Отметим,
в частности,
что согласно,
для любой
квазинормальной
подгруппы
имеет место
,
а согласно,
квазинормальные
подгруппы - это
в точности те
субнормальные
подгруппы
группы
,
которые являются
модулярными
элементами
в решетке всех
подгрупп группы
.
Понятно,
что если подгруппа
группы
нормальна в
,
то в
всегда найдется
такая подгруппа
,
что выполнено
следующее
условие:
Таким
образом, условие
является еще
одним обобщением
нормальности.
Такая идея
также была
впервые рассмотрена
в работе, где
в частности,
было доказано,
что: Группа
является разрешимой
тогда и только
тогда, когда
все ее максимальные
подгруппы
удовлетворяют
условию
. В дальнейшем,
в работе подгруппы,
удовлетворяющие
условию
были названы
-нормальными.
В этой же работе
была построена
красивая теория
-нормальных
подгрупп и даны
некоторые ее
приложения
в вопросах
классификации
групп с заданными
системами
подгрупп.
В данной
диссертационной
работе мы анализируем
следующее
понятие, которое
одновременно
обобщает как
условие квазинормальности,
так и условие
-нормальности
для подгрупп.
Определение.
Подгруппа
группы
называется
слабо квазинормальной
в
подгруппой,
если существует
такая подгруппа
группы
,
что
и
,
- квазинормальные
в
подгруппы.
Следующий
простой пример
показывает,
что в общем
случае слабо
квазинормальная
подгруппа не
является ни
квазинормальной,
ни
-нормальной.
Пример. Пусть
,
где
.
И пусть
,
.
Тогда
и
.
Пусть
- группа простого
порядка 3 и
,
где
- база регулярного
сплетения
.
Поскольку
,
и
- модулярная
группа, то
квазинормальна
в
и поэтому подгруппа
слабо квазинормальна
в
.
Значит, подгруппа
является слабо
квазинормальной
в
,
но не квазинормальной
и не
-нормальной
в
.
В последние
годы значительно
возрос интерес
к квазинормальным
и
-нормальным
подгруппам,
что говорит
о несомненной
актуальности
данного направления.
Следует отметить,
что многими
авторами (Асаад,
Бакли, Баллестер-Болинше,
Ванг, Вей, Ли,
Педра-Агуэла,
Рамадан, А.Н.
Скиба, Сринивазан
и др.) получено
большое число
теорем связанных
с изучением
групп, те или
иные выделенные
системы подгрупп
которых
-нормальны
или квазинормальны.
Не смотря на
тот факт, что
квазинормальность
и
-нормальность
являются вполне
различными
обобщениями
нормальности,
в настоящее
время получено
много аналогичных
результатов
независимо
для квазинормальных
и
-нормальных
подгрупп. В
данной работе
такой параллелизм
устраняется
на основе введенного
выше понятия
слабой квазинормальности.
Таким образом, задача изучения групп с заданной системой слабо квазинормальных подгрупп вполне актуальна, ее реализации посвящена данная работа.
1. Определение и общие свойства слабо нормальных подгрупп
Определение.
Подгруппа
группы
называется
слабо нормальной
в
подгруппой,
если существует
такая квазинормальная
подгруппа
группы
,
что
и
.
Докажем ряд общих свойств слабо нормальных подгрупп.
Пусть
- группа и
.
Тогда справедливы
следующие
утверждения:
(1) Пусть
- нормальная
в
подгруппа.
Тогда
слабо нормальная
подгруппа в
группе
тогда и только
тогда, когда
- слабо нормальная
подгруппа в
группе
.
(2) Если
- слабо нормальная
в
подгруппа, то
- слабо нормальная
в
подгруппа.
(3) Пусть
- нормальная
в
подгруппа.
Тогда для всех
слабо нормальных
в
подгрупп
таких, что
,
- слабо нормальная
подгруппа в
группе
.
Доказательство.
(1) Пусть
- слабо нормальная
в
подгруппа и
- такая квазинормальная
в
подгруппа, что
Тогда
,
- квазинормальная
в
подгруппа и
.
Значит,
- слабо нормальная
в
подгруппа.
Пусть
теперь, для
некоторой
квазинормальной
в
подгруппы
мы имеем
и
Ясно, что
Поскольку
то
и
- квазинормальные
в
подгруппы.
Следовательно,
- слабо нормальная
в
подгруппа.
Утверждение (2) очевидно.
(3) Пусть
- слабо нормальная
подгруппа в
группе
и
- квазинормальная
в
подгруппа
такая, что
и
.
Ясно, что
и
Значит,
слабо нормальна
в
и ввиду (1),
- слабо нормальная
в
подгруппа.
2. Конечные группы со слабо нормальными подгруппами
В данном разделе мы докажем некоторые критерии разрешимых, метанильпотентных, дисперсивных по Оре и сверхразрешимых групп в терминах слабо нормальных подгрупп.
Следующая теорема доказывается аналогично теореме 3.5.1.
Группа
разрешима тогда
и только тогда,
когда
,
где
,
- подгруппы
группы
такие, что каждая
максимальная
подгруппа из
и каждая максимальная
подгруппа из
слабо нормальны
в
.
Пусть
- группа тогда
следующие
утверждения
эквивалентны:
(1)
- разрешима;
(2)
,
где
,
- подгруппы
группы
такие, что каждая
максимальная
подгруппа из
и каждая максимальная
подгруппа из
слабо квазинормальны
в
;
(3)
,
где
,
- подгруппы
группы
такие, что каждая
максимальная
подгруппа из
и каждая максимальная
подгруппа из
слабо нормальны
в
.
Группа
метанильпотентна
тогда и только
тогда, когда
,
где подгруппа
-квазинормальна
в
,
- нильпотентна
и каждая силовская
подгруппа из
слабо нормальна
в
.
Доказательство.
Допустим, что
,
где
-
-квазинормальна
в
,
- нильпотентна
и каждая силовская
подгруппа из
слабо нормальна
в
.
Покажем, что
группа
метанильпотентна.
Предположим,
что это не верно
и пусть
- контрпример
минимального
порядка. Тогда
справедливы
следующие
утверждения.
(1)
не является
нильпотентной
группой.
Предположим,
что
нильпотентна.
Так как ввиду
леммы Error: Reference source not found(3),
субнормальна,
то
содержится
в некоторой
нильпотентной
нормальной
подгруппе
из
по лемме Error: Reference source not found(2).
Тогда
нильпотентна
и поэтому
метанильпотентна.
Полученное
противоречие
с выбором группы
доказывает
(1).
(2)
.
Допустим,
что
.
Тогда ввиду
леммы Error: Reference source not found,
нильпотентна,
что противоречит
(1). Значит, мы имеем
(2).
(3) Если
- абелева минимальная
нормальная
подгруппа
группы
,
содержащаяся
в
,
то
метанильпотентна.
Пусть
-
-группа
и
- силовская
-подгруппа
в
.
Тогда
и поэтому по
лемме Error: Reference source not found
каждая силовская
подгруппа из
слабо нормальна
в
.
Поскольку по
лемме Error: Reference source not found,
-квазинормальна
в
,
то
условия теоремы
справедливы
для
.
Так как
,
то ввиду выбора
группы
,
метанильпотентна.
(4) Условия
теоремы справедливы
для
(это проямо
следует из
леммы Error: Reference source not found).
(5)
разрешима.
Если
,
то
метанильпотентна
по (4)и выбору
группы
.
Пусть теперь
.
Предположим,
что для некоторой
силовской
подгруппы
из
мы имеем
.
Тогда ввиду
(3),
разрешима.
Пусть теперь
для каждой
силовской
подгруппы
группы
.
Тогда по условию
каждая силовская
подгруппа из
имеет квазинормальной
дополнение
в
и поэтому
нильпотентна.
Полученное
противоречие
в выбором группы
доказывает
(5).
(6) В
группе
имеется в точности
одна минимальная
нормальная
подгруппа
,
содержащаяся
в
.
Пусть
- минимальная
нормальная
подгруппа
группы
,
содержащаяся
в
.
Тогда
абелева согласно
(5), и поэтому ввиду
(3),
метанильпотентна.
Так как класс
всех метанильпотентных
групп. Кроме
того, так как
класс всех
метанильпотентных
групп является
насыщенной
формацией (см.
Error: Reference source not found), то
- единственная
минимальная
нормальная
подгруппа
группы
,
содержащаяся
в
.
(7) Если
-группа,
то каждая силовская
-подгруппа
из
,
где
,
имеет квазинормальное
дополнение
в
.
Пусть
- силовская
-подгруппа
в
,
где
.
Тогда ввиду
(6),
.
По условию,
слабо нормальна
в
и поэтому
имеет квазинормальную
подгруппу
,
такую что
и
Заключительное противоречие.
Пусть
- силовская
-подгруппа
в
и
.
Тогда
По
условию
имеет квазинормальную
подгруппу
,
такую что
и
Тогда
и поэтому
- дополнение
для
в
,
которое является
квазинормальной
в
подгруппой.
Если
-
-подгруппа
из
,
где
,
то ввиду (7),
имеет дополнение
в
,
которое является
квазинормальной
подгруппой
(см. доказательство
утверждения
(3) леммы Error: Reference source not found).
Тогда по лемме
Error: Reference source not found,
нильпотентна
и поэтому
метанильпотентна.
Полученное
противоречие
доказывает
метанильпотентность
группы
.
Обратно,
предположим,
что
метанильпотентна.
Покажем, что
каждая силовская
подгруппа из
слабо нормальна
в
.
Предположим,
что это не верно
и пусть
- контрпример
минимального
порядка. Тогда
имеет силовскую
подгруппу
,
которая не
является слабо
нормальной
в
.
Пусть
- произвольная
минимальная
нормальная
подгруппа в
и
- подгруппа
Фиттинга группы
.
Предположим,
что
.
Тогда
слабо нормальна
в
и поэтому по
лемме Error: Reference source not found(1),
слабо нормальна
в
,
противоречие.
Значит,
и поэтому
Так
как по условию
метанильпотентна
и
- силовская
подгруппа в
,
то
имеет нормальное
дополнение
в
.
Но поскольку
и
-
-группы,
то
- нормальное
дополнение
для
в
.
Следовательно,
слабо нормальна
в
.
Полученное
противоречие
показывает,
что каждая
силовская
подгруппа из
слабо нормальна
в
.
Пусть
- группа тогда
следующие
утверждения
эквивалентны:
(1)
- метанильпотентна;
(2)
,
где подгруппа
субнормальна
в
,
- абелева холлова
подгруппа в
и каждая силовская
подгруппа из
слабо квазинормальна
в
;
(3)
,
где подгруппа
-квазинормальна
в
,
- нильпотентна
и каждая силовская
подгруппа из
слабо нормальна
в
.
Пусть
,
где подгруппа
-квазинормальна
в
,
нильпотентна.
Предположим,
что любая
максимальная
подгруппа
каждой нециклической
подгруппы из
слабо нормальна
в
.
Тогда
сверхразрешима.
Доказательство.
Предположим,
что эта теорема
не верна и пусть
- контрпример
минимального
порядка. Тогда:
(1) Каждая
собственная
подгруппа
группы
,
содержащая
,
сверхразрешима.
Пусть
,
где
.
Тогда
где
нильпотентна
и
-квазинормальна
в
.
Так как по лемме
Error: Reference source not found(2), любая
максимальная
подгруппа
каждой нециклической
силовской
подгруппы из
слабо нормальна
в
и
,
то по выбору
группы
мы имеем (1).
(2) Пусть
- неединичная
нормальная
подгруппа в
.
Предположим,
что
-группа.
Допустим, что
содержит силовскую
-подгруппу
из
,
или
циклична, или
.
Тогда
сверхразрешима.
Если
,
то
нильпотентна.
Пусть теперь
.
Так как
,
то нам только
нужно показать,
что условия
теоремы справедливы
для
.
Ясно, что
где
-квазинормальна
в
и
нильпотентна.
Пусть
силовская
-подгруппа
из
и
- произвольная
максимальная
подгруппа в
.
Пусть
- силовская
-подгруппа
из
,
такая что
.
Ясно, что
- силовская
-подгруппа
группы
.
Значит,
для некоторой
силовской
-подгруппы
из
.
Предположим,
что
не является
циклической
подгруппой.
Тогда
не циклична.
Покажем, что
слабо нормальна
в
.
Если
,
то это прямо
следует из
леммы Error: Reference source not found.
Допустим, что
либо силовская
-подгруппа
из
циклическая,
либо
.
Тогда
.
Покажем, что
- максимальная
в
подгруппа. Так
как
и
,
то
Предположим,
что для некоторой
подгруппы
из
мы имеем
где
Тогда
Так
как
- максимальная
в
подгруппа, то
либо
,
либо
.
Если
,
то
что
противоречит
выбору подгруппы
.
Значит,
и поэтому мы
имеем
противоречие.
Следовательно,
- максимальная
в
подгруппа и
по условию
слабо нормальна
в
.
Значит,
слабо
нормальна в
.
Следовательно,
условия теоремы
справедливы
для
.
(3)
и
сверхразрешима.
По
выбору группы
,
и поэтому
сверхразрешима
согласно (1).
(4)
- разрешимая
группа.
По
условию
-квазинормальна
в
и поэтому по
лемме Error: Reference source not found(3),
содержится
в некоторой
разрешимой
нормальной
подгруппе
группы
.
Так как группа
нильпотентна,
то
разрешима.
(5) Если
- простое число
и
,
то
.
Пусть
.
Тогда ввиду
(2),
сверхразрешима.
Если
- множество
всех простых
делителей
порядка группы
,
то по лемме
Error: Reference source not found(1),
,
где
- нормальная
-подгруппа
группы
и поэтому
сверхразрешима. Но тогда
сверхразрешима.
Полученное
противоречие
с выбором группы
доказывает
(5).
(6)
.
Допустим,
что
.
Тогда по лемме
Error: Reference source not found,
нильпотентна.
Пусть
- силовская
-подгруппа
из
.
Так как ввиду
леммы Error: Reference source not found(3)
субнормальна
в
,
то
субнормальна
в
.
Тогда
,
согласно лемме
Error: Reference source not found(1). Но тогда
ввиду (2),
сверхразершима
и поэтому
,
по выбору группы
.
Так как
и
нильпотентно,
то
- силовская
-подгруппа
из
.
Пусть
- холлова
-подгруппа
из
и
.
По лемме Error: Reference source not found,
нормальна в
и поэтому
.
Допустим, что
для некоторого
простого делителя
порядка
,
отличного от
,
мы имеем
.
Тогда
нормальна в
и поэтому
- нормальная
подгруппа в
,
поскольку
.
Но тогда
,
что противоречит
(5). Следовательно,
и поэтому
.
Согласно теореме
Error: Reference source not found,
сверхразрешима
и поэтому
- абелева группа,
экспонента
которой делит
,
согласно леммы
Error: Reference source not found. Но тогда
- абелева группа
экспоненты,
делящей
и поэтому
сверхразрешима,
согласно леммы
Error: Reference source not found. Полученное
противоречие
с выбором группы
доказывает
(6).
Заключительное противоречие.
Пусть
- минимальная
нормальная
подгруппа в
,
содержащаяся
в
.
Пусть
-
-группа
и
- силовская
-подгруппа
группы
.
В силу (2),
сверхразрешима
и поэтому
- единственная
минимальная
нормальная
подгруппа
группы
,
содержащаяся
в
.
Ясно, что
и
.
Значит, по лемме
Error: Reference source not found для некоторой
максимальной
подгруппы
из
мы имеем
.
Ясно, что
и поэтому по
условию
имеет дополнение
в
,
которое является
квазинормальной
в
подгруппой.
Тогда
и поэтому
.
Но тогда
и поэтому,
ввиду минимальности
,
.
Ввиду (5),
имеет холлову
-подгруппу.
Так как в силу
леммы Error: Reference source not found(3),
субнормальна
в
,
то каждая холлова
-подгруппа
группы
содержится
в
.
Следовательно,
-
-группа.
Отсюда следует,
что
сверхразрешима. Полученное противоречие завершает доказательство теоремы.
Группа
дисперсивна
по Оре тогда
и только тогда,
когда
,
где подгруппа
квазинормальна
в
,
дисперсивна
по Оре и каждая
максимальная
подгруппа любой
нециклической
силовской
подгруппы
группы
слабо нормальна
в
.
Доказательство.
Пусть
,
где подгруппа
квазинормальна
в
,
дисперсивна
по Оре и каждая
максимальная
подгруппа любой
нециклической
силовской
подгруппы
группы
слабо нормальна
в
.
Покажем, что
группа
дисперсивна
по Оре. Предположим,
что это не верно
и пусть
- контрпример
минимального
порядка. Тогда:
(1) Каждая
собственная
подгруппа
группы
,
содержащая
,
дисперсивна
по Оре.
Пусть
,
где
.
Тогда
где
дисперсивна
по Оре и
квазинормальна
в
.
Так как по лемме
Error: Reference source not found(2) любая
максимальная
подгруппа
каждой нециклической
силовской
подгруппы из
слабо нормальна
в
и
,
то по выбору
группы
мы имеем (1).
(2) Пусть
- неединичная
нормальная
подгруппа в
,
являющаяся
-группа
для некоторого
простого числа
.
Допустим, что
либо
содержит силовскую
-подгруппу
из
,
либо
циклична, либо
.
Тогда
дисперсивна
по Оре.
Если
,
то
дисперсивна
по Оре. Пусть
теперь
.
Так как
,
то нам лишь
нужно показать,
что условия
теоремы справедливы
для
.
Ясно, что
где
квазинормальна
в
и
дисперсивна
по Оре. Пусть
силовская
-подгруппа
из
и
- произвольная
максимальная
подгруппа в
.
Пусть
- силовская
-подгруппа
из
,
такая что
.
Ясно, что
- силовская
-подгруппа
группы
.
Значит,
для некоторой
силовской
-подгруппы
из
.
Предположим,
что
не является
циклической
подгруппой.
Тогда
не циклична.
Покажем, что
слабо нормальна
в
.
Если
,
то это прямо
следует из
леммы Error: Reference source not found.
Допустим, что
либо силовская
-подгруппа
из
циклическая,
либо
.
Тогда
.
Покажем, что
- максимальная
в
подгруппа. Так
как
и
,
то
Предположим,
что для некоторой
подгруппы
из
мы имеем
где
Тогда
Так
как
- максимальная
в
подгруппа, то
либо
,
либо
.
Если
,
то
,
что противоречит
выбору подгруппы
.
Значит,
и поэтому мы
имеем
противоречие.
Следовательно,
- максимальная
в
подгруппа и
по условию
слабо нормальна
в
.
Значит,
слабо
нормальна в
.
Следовательно,
условия теоремы
справедливы
для
.
(3) Если
- простое число
и
,
то
.
Пусть
Тогда
ввиду (2),
дисперсивна
по Оре. С другой
стороны, если
- множество
всех простых
делителей
,
то ввиду леммы
Error: Reference source not found(3) и леммы
Error: Reference source not found,
,
где
- нормальная
-подгруппа
в
и поэтому
дисперсивна по Оре. Но тогда
дисперсивна по Оре, противоречие. Значит, справедливо (3).
(4)
разрешима.
По
условию
квазинормальна
в
и поэтому ввиду
леммы Error: Reference source not found(3)
и леммы Error: Reference source not found,
содержится
в некоторой
разрешимой
нормальной
подгруппе
группы
.
Так как
дисперсивна
по Оре, то
разрешима.
(5)
.
Предположим,
что
.
Тогда согласно
лемме Error: Reference source not found,
нильпотентна.
Пусть
- силовская
-подгруппа
группы
.
Поскольку
субнормальна
в
,
то
субнормальна
в
.
Значит, по лемме
Error: Reference source not found,
.
Но ввиду (2),
дисперсивна
по Оре и поэтому
по выбору группы
,
.
Пусть
- наименьший
простой делитель
.
Тогда
имеет нормальную
максимальную
подгруппу
,
такую что
и
.
Пусть
- наибольший
простой делитель
,
- силовская
-подгруппа
группы
.
Тогда ввиду
(1),
нормальна в
и поэтому
.
Если
,
то
- силовская
-подгруппа
группы
и поэтому
дисперсивна
по Оре. Отсюда
следует, что
дисперсивна
по Оре, противоречие.
Следовательно,
.
Но тогда
-группа.
Пусть
- силовская
-подгруппа
в
.
Тогда
- силовская
-подгруппа
в
.
Поскольку
- подгруппа
группы
и ввиду (1),
дисперсивна
по Оре, то
.
Так как
дисперсивна
по Оре, то
и поэтому
.
Следовательно,
группа
дисперсивна
по Оре. Полученное
противоречие
доказывает
(5).
Заключительное противоречие.
Пусть
- минимальная
нормальная
подгруппа
группы
,
содержащаяся
в
.
Пусть
-
-группа
и
- силовская
-подгруппа
группы
.
Ввиду (2),
дисперсивна
по Оре. Пусть
- наименьший
простой делитель
.
Тогда
имеет нормальную
максимальную
подгруппу
,
такую что
и
.
Пусть
- наибольший
простой делитель
,
- силовская
-подгруппа
группы
.
Тогда ввиду
(1),
нормальна в
и поэтому
.
Рассуждая как
выше видим, что
.
Но тогда
-группа.
Значит,
и поэтому
дисперсивна
по Оре. Полученное
противоречие
завершает
доказательство
теоремы.
Заключение
В последние
годы значительно
возрос интерес
к квазинормальным
и
-нормальным
подгруппам.
Следует отметить,
что получено
большое число
теорем связанных
с изучением
групп, те или
иные выделенные
системы подгрупп
которых
-нормальны
или квазинормальны
в группе
.
Не смотря на
тот факт, что
квазинормальность
и
-нормальность
являются вполне
различными
обобщениями
нормальности,
в настоящее
время получено
много аналогичных
результатов
не зависимо
для квазинормальных
и
-нормальных
подгрупп. В
данной работе
мы устраняем
такой параллелизм
на основе введенного
понятия слабой
квазинормальности.
Основные результаты данной работы:
- доказаны новые критерии принадлежности группы насыщенной формации;
- найдены описания разрешимых и метанильпотентных групп по свойствам их максимальных и силовских подгрупп;
- получены описания дисперсивных по Оре и сверхразрешимых групп по свойствам максимальных подгрупп силовских подгрупп;
- найдены критерии разрешимости и метанильпотентности групп в терминах слабо нормальных подгрупп.
Работа имеет теоретический характер. Результаты курсовой работы могут быть использованы при изучении слабо нормальных, квазинормальных и слабо квазинормальных подгрупп.
Литература
1.Боровиков, М.Т. Группы с перестановочными подгруппами взаимно простых порядков / М.Т. Боровиков // Вопросы алгебры. Выпуск 5. - Минск: Университетское, 1990. - С. 80-82.
2.Боровиков,
М.Т. О
-разрешимости
конечной группы
/ М.Т. Боровиков
// Арифметическое
и подгрупповое
строение конечных
групп / Под редакцией
М.И. Салука. - Минск:
Наука и техника,
1986. - С. 3-7.
3.Го
Веньбинь.
-накрывающие
системы подгрупп
для классов
-сверхразрешимых
и
-нильпотентных
конечных групп
/ Го Веньбинь,
К.П. Шам, А.Н. Скиба
// Сиб. мат. журнал.
- 2004. - Т. 45, № 3. - С. 75-92.
4.Пальчик,
Э.М. О группах,
все
-максимальные
подгруппы
которых перестановочны
с силовской
подгруппой
/ Э.М. Пальчик
// ИАН БССР. Сер.
физ.-матем. наук.
- 1968. - № 1. - С. 45-48.
5.Пальчик, Э.М. О конечных группах с перестановочными подгруппами / Э.М. Пальчик // Докл. АН БССР. - 1967. - Т. 11, № 5. - С. 391-392.
6.Пальчик,
Э.М. О группах,
все
-максимальные
подгруппы
которых перестановочны
с силовской
подгруппой.
II / Э.М. Пальчик,
Н.П. Конторович
// ИАН БССР. Сер.
физ.-матем. наук.
- 1969. - № 3. - С. 51-57.
7.Подгорная, В.В. Полунормальные подгруппы и сверхразрешимость конечных групп / В.В. Подгорная // Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз.-матэм. навук. - 2000. - № 4. - С. 22-25.
8.Подгорная, В.В. Факторизации конечных групп дисперсивными и сверхразрешимыми подгруппами / В.В. Подгорная // Веснiк Вiцебскага дзяржаунага Унiверсiтэта. - 1999. - № 4(14). - С. 80-82.
9.Поляков, Л.Я. Конечные группы с перестановочными подгруппами / Л.Я. Поляков // Конечные группы. - Минск: Наука и техника, 1966. - С.75-88.
10.Самусенко (Подгорная), В.В. О конечных группах с заданными минимальными добавлениями к подгруппам / В.В. Самусенко // Вопросы алгебры. Выпуск 13. - 1998. - С. 177-182.