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设群G中元素a的阶是mn 且(m n)=1.证明:在G中存在元素b c使 a=bc=cb

2022-08-12 00:34:57 问答库 阅读 193 次

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设群G中元素a的阶是mn,且(m,n)=1.证明:在G中存在元素b,c使 a=bc=cb, |b|=m, |c|=n, 并且这样的元素b,c是惟一的.


请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!

参考答案

正确答案:1)存在性.由于(mn)=1故存在整数st使ms+nt=1. (1)令b=antc=ams则显然a=bc=cb.又bm=(ant)m=(amn)t=e;若又有br=e则arnt=e.但是|a|=mn故mn|rnt m|rt.又由(1)知(mt)=1故m|r.因此|b|=m.同理可证|c|=n.2)惟一性.设另有b1c1使a=b1c1=c1b1|b1|=m|c1|=n则 ant=b1ntc1nt=b1nt (2)但由(1)知nt=1一ms故b1nt=b11-ms=b1(b1ms)-1=b1.从而由(2)知b1=ant=b.由b1=b又得c1=b1-1a=a-nta=a1-nt=ams=c.即b1=bc1=c.
1)存在性.由于(m,n)=1,故存在整数s,t使ms+nt=1.(1)令b=ant,c=ams,则显然a=bc=cb.又bm=(ant)m=(amn)t=e;若又有br=e,则arnt=e.但是|a|=mn,故mn|rnt,m|rt.又由(1)知(m,t)=1,故m|r.因此|b|=m.同理可证|c|=n.2)惟一性.设另有b1,c1使a=b1c1=c1b1,|b1|=m,|c1|=n,则ant=b1ntc1nt=b1nt(2)但由(1)知,nt=1一ms,故b1nt=b11-ms=b1(b1ms)-1=b1.从而由(2)知,b1=ant=b.由b1=b又得c1=b1-1a=a-nta=a1-nt=ams=c.即b1=b,c1=c.

考点:元素,存在