群论中子群包含关系的证明求助:若Hg₁⊂Kg₂则H⊂K
群论中子群包含关系的证明求助:若Hg₁⊂Kg₂则H⊂K
嗨,我来帮你梳理一下思路!你已经走了很好的第一步,现在卡在了如何把$h=kg_2g_1^{-1}$和$K$联系起来对吧?这里关键要利用子群的性质以及陪集的定义来推导。
我们可以这样继续:
已知$Hg_1 \subset Kg_2$,那对于任意$h \in H$,$hg_1 \in Kg_2$,这和你写的一样,存在$k \in K$使得$hg_1 = kg_2$。
现在,我们可以把等式变形为$g_2g_1^{-1} = k{-1}h$(两边左乘$k{-1}$,右乘$g_1^{-1}$就行)。
接下来,注意到**$H$是子群**,群的单位元$e$肯定属于$H$,我们把$h'=e$代入最初的条件:
- 当$h'=e$时,$eg_1 = g_1 \in Kg_2$,所以存在$k_0 \in K$使得$g_1 = k_0g_2$,也就是$g_2g_1^{-1} = k_0^{-1}$。
现在把这个结果代入之前的$h=kg_2g_1^{-1}$,就得到$h = kk_0{-1}$。而$K$是子群,子群对乘法封闭且逆元存在,所以$kk_0{-1} \in K$,这不就证明了$h \in K$吗?
再帮你提炼一下核心逻辑:
- 先利用单位元属于子群的性质,把$g_1$和$Kg_2$关联起来,得到$g_2g_1^{-1}$是$K$中的元素
- 再把这个结论代入你之前得到的$h$的表达式,结合子群的封闭性,就能推出$h \in K$
这样是不是就通顺啦?
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Kushagra Agarwal
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