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乘法群


一種群,其群運算被定義為乘法。與普通乘法一樣,群元素的乘法運算可以用上圓點 · 表示,或者完全省略,給出符號 g·hgh。在乘法群中,單位元 表示為 1,元素 g 的逆元寫為 g^(-1),讀作“g 的逆元”。這種符號和術語借用自數字構成的乘法群,其中運算是通常的算術乘積,單位元是數字 1,逆元與倒數一致。

最簡單的例子是平凡群 {1}C_2={-1,1},後者同構於迴圈加法群 C_2C_2 的元素是單位根,一般來說,所有複數 n 次單位根的集合 C_n 是階數為 n 的迴圈乘法群,

 C_n={omega^k|k=0,1,...,n-1},
(1)

其中生成元 omega 是任意本原 n 次單位根。這些群都是由所有非零複數構成的乘法群 C^*=C\{0} 的子群。一般來說,如果 K 是一個可除代數,那麼集合 K^*=K\{0} 總是乘法群,當且僅當 當且僅當 K 是域時,它是交換的。如果 K 是伽羅瓦域 GF(p^n),則其乘法群始終是迴圈的。更一般地,單位環 A 的可逆元素形成一個乘法群,通常表示為 U(A)A^*。環 Z_n 的可逆元素是所有與 n 互質的元素 a in {1,...,n-1} 的剩餘類。以這種方式獲得的群 U(Z_n) 具有 phi(n) 個元素,其中 phi(n) 表示尤拉函式

所有在域 K 中取值的非奇異 n×n 矩陣的集合 GL(n,K) 是關於矩陣乘法的乘法群,稱為 n 階在 K 上的一般線性群。它具有特殊線性群 SL(n,K) 作為子群。如果 K=R (或 K=C),我們還可以考慮正交群 O(n,R)、特殊正交群 SO(n,R)、( 酉群 U(n,C)特殊酉群 SU(n,C) ) 作為 GL(n,R) (或 GL(n,C)) 的乘法子群。其他子群由以下集合構成

 {scalar matrices}^* subset= {diagonal matrices}^* subset= {upper triangular matrices}^*,
(2)

其中符號 ^* 表示我們僅考慮所有對角元素均為非零的矩陣。

乘法群 G 關於正規子群 H 的商群是關於陪集乘積的乘法群,定義為

 aH·bH=abH.
(3)

一個例子是射影一般線性群

 PGL(n,K)=GL(n,K)/{scalar matrices}^*.
(4)

乘法群的名稱也應用於對映群,其中運算是映射覆合  degrees變換群(例如旋轉群)和對稱群及其子群(例如交錯群)就是這種情況。對於所有正整數 n,對映 fn 次冪定義為

 f^n=f degreesf degrees... degreesf_()_(n times).
(5)

負冪也照常定義,所以

 f^n=(f^(-1))^(-n)
(6)

如果 n<0


參見

加法群, 乘法, 乘法表, 乘法逆元, 四元數群

此條目由 Margherita Barile 貢獻

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引用為

Barile, Margherita. "乘法群." 來自 Web 資源,由 Eric W. Weisstein 建立. https://mathworld.tw/MultiplicativeGroup.html

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