$\mathbb Q^n$中满足特定条件的子群是否为有限生成自由阿贝尔群的技术问询
$\mathbb Q^n$中满足特定条件的子群是否为有限生成自由阿贝尔群的技术问询
嘿,各位代数领域的朋友们,我最近碰到这么一个问题,想和大家探讨下:
考虑$\mathbb Q^n$作为加法运算下的阿贝尔群,$G \subset \mathbb Q^n$是它的一个子群,满足如下条件:
对任意$v \in \mathbb Q^n$,子群$(\mathbb Q \cdot v) \cap G$要么同构于平凡群$0$,要么同构于$\mathbb Z$。
换个更直观的说法:不管看向$\mathbb Q^n$中任意元素的“方向”,只要这个方向与$G$有非平凡交集,那这个交集里一定存在一个生成元,也就是该交集是无限循环群。
现在我想确认:我们能否证明$G$是有限生成的自由阿贝尔群?
我自己先梳理了下思路:如果能先证明$G$作为阿贝尔群是有限生成的,那由于它是无挠的(毕竟每个单方向的交集要么平凡要么是$\mathbb Z$,不存在挠元),根据阿贝尔群的结构定理,它自然就是自由阿贝尔群了。但目前卡在了怎么证明$G$是有限生成的这一步,想听听大家的想法。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者cybcat
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