diff --git a/Secondo anno/Algebra 1/5. Normalizzatore e teorema di Cayley/main.pdf b/Secondo anno/Algebra 1/5. Normalizzatore e teorema di Cayley/main.pdf index a1d6873..5b03a44 100644 Binary files a/Secondo anno/Algebra 1/5. Normalizzatore e teorema di Cayley/main.pdf and b/Secondo anno/Algebra 1/5. Normalizzatore e teorema di Cayley/main.pdf differ diff --git a/Secondo anno/Algebra 1/5. Normalizzatore e teorema di Cayley/main.tex b/Secondo anno/Algebra 1/5. Normalizzatore e teorema di Cayley/main.tex index 87cd6d8..33dd7bd 100644 --- a/Secondo anno/Algebra 1/5. Normalizzatore e teorema di Cayley/main.tex +++ b/Secondo anno/Algebra 1/5. Normalizzatore e teorema di Cayley/main.tex @@ -21,8 +21,53 @@ Si osserva ora in modo cruciale che $H \nsgeq G$ se e solo se $\Orb(H) = \{H\}$, e quindi se e solo se $N_G(H) = G$. Analogamente si osserva che $H$ è normale se e solo se: - \[ H = \bigcup_{h \in H} \Cl(h). \] \bigskip + \[ H = \bigcup_{h \in H} \Cl(h). \] + Tramite la stessa azione $\varphi$ possiamo illustrare un importante relazione + tra gli stabilizzatori, dettata dalla: + \begin{proposition} + Sia $x \in X$ e sia $g \in G$. Allora vale che $\Stab(g \cdot x) = g \Stab(x) g\inv$, + e i coniugati di $\Stab(x)$ sono esattamente altri stabilizzatori. + \end{proposition} + + \begin{proof} + Si osserva che se $ghg\inv \in g\Stab(x)g\inv$, allora: + \[ (ghg\inv) \cdot (g \cdot x) = gh \cdot x = g \cdot x \implies ghg\inv \in \Stab(g \cdot x), \] + e viceversa che se $h \in \Stab(g \cdot x)$: + \[ (g\inv h g) \cdot x = g\inv \cdot (h \cdot (g \cdot x)) = (g\inv g) \cdot x = x \implies g\inv h g \in \Stab(x) \implies h \in g \Stab(x) g\inv, \] + da cui si deduce che $\Stab(g \cdot x) = g \Stab(x) g\inv$. + \end{proof} + + Da questa proposizione segue immediatamente il seguente: + + \begin{corollary} + Sia $\varphi$ un'azione transitiva. Allora tutti gli stabilizzatori sono + coniugati tra loro. + \end{corollary} + + \begin{proof} + Siano $x$ e $y \in X$. Poiché $\varphi$ è transitiva, esiste un'unica orbita + e dunque esiste $g \in G$ tale per cui $g \cdot y = x$. Allora + $\Stab(x) = \Stab(g \cdot y) = g \Stab(y) g\inv$. + \end{proof} + + Infine, si verifica una proprietà dei sottogruppi coniugati: + + \begin{proposition} + Se $H$ e $K$ sono coniugati, allora sono in particolare anche isomorfi. + \end{proposition} + + \begin{proof} + Poiché $H$ e $K$ sono coniugati, esiste un $g \in G$ tale per cui + $K = gHg\inv$. + Un isomorfismo tra i due gruppi è allora naturalmente dato dall'azione di + coniugio tramite $g$, ossia dall'omomorfismo $\zeta : H \to K$ + tale per cui $h \xmapsto{\zeta} ghg\inv$. Tale mappa è sicuramente un omomorfismo; + è ben definita e surgettiva perché i gruppi sono coniugati ed è iniettiva + perché $ghg\inv = e \implies h = e$ (e quindi $\Ker \zeta = \{e\}$). + \end{proof} + + \bigskip Si illustra adesso un risultato principale della teoria dei gruppi che mette in relazione ogni gruppo con il proprio gruppo di bigezioni, ed ogni gruppo finito con i @@ -188,34 +233,21 @@ da cui si ricava che necessariamente $\abs{H} = \abs{G} \implies H = G$. \end{proof} - \begin{proposition} % magari questa dimostrazione andrebbe spostata? - Sia $\varphi$ un'azione transitiva di $G$ su $X$. Allora gli stabilizzatori sono - tra di loro coniugati, e dunque isomorfi. Inoltre, se $\abs{X} \geq 2$, allora - esiste un $g$ tale per cui $\Fix(g) = \emptyset$. + \begin{proposition} + Sia $\varphi$ un'azione transitiva di $G$ su $X$. + Allora esiste sempre un $g \in G$ tale per cui $\Fix(g) = \emptyset$, + se $\abs{X} \geq 2$. \end{proposition} - \begin{proof} - Siano $x$, $y \in X$. Si verifica innanzitutto che esiste un $g \in G$ tale per cui - $g \Stab(x) g\inv = \Stab(y)$. Poiché $\varphi$ è un'azione transitiva, - esiste $g \in G$ tale per cui $g \cdot y = x$. Allora vale che: - \[ \Stab(x) = \{ h \in G \mid h \cdot x = x \} = \{ h \in G \mid h \cdot (g \cdot y) = (g \cdot y) \}, \] - da cui si deduce infine che: - \[ \Stab(x) = \{ h \in G \mid (g\inv h g) \cdot y = y \} = g \Stab(y) g\inv. \] - In particolare un isomorfismo tra i due gruppi è dato proprio dall'azione di - coniugio tramite $g$, ossia dall'omomorfismo\footnote{ - Tale omomorfismo è infatti surgettivo perché $\Stab(x) = g\Stab(y)g\inv$, - mentre è iniettivo perché $ghg\inv = e \implies h = e$. - } $\zeta : \Stab(y) \to \Stab(x)$ - tale per cui $h \mapsto ghg\inv$. \medskip - - - Infine, se $g$ non fissa alcun punto di $X$, allora $g \notin \bigcup_{x \in X} \Stab(x)$; pertanto tale $g$ esiste se e solo se $\bigcup_{x \in X} \Stab(x) \neq G$. Poiché tali sottogruppi sono tutti coniugati, scelto $u \in U$ vale + \begin{proof} + Se $g$ non fissa alcun punto di $X$, allora $g \notin \bigcup_{x \in X} \Stab(x)$; pertanto tale $g$ esiste se e solo se $\bigcup_{x \in X} \Stab(x) \neq G$. Poiché tali sottogruppi sono tutti coniugati, scelto $u \in U$ vale che: \[ \bigcup_{x \in X} \Stab(x) = \bigcup_{g \in G} g \Stab(u) g\inv. \] Si conclude dunque che tale $g$ esiste se e solo se $\Stab(u) \neq G$. Se $\Stab(u)$ fosse uguale a $G$, allora, per il Teorema orbita-stabilizzatore, varrebbe che $\abs{\Orb(u)} = 1$; tuttavia $\varphi$ è transitiva e quindi - $X = \Orb(u) \implies \abs{X} = \abs{\Orb(u)} = 1$, \Lightning. Si conclude - così la dimostrazione. + $X = \Orb(u) \implies \abs{X} = \abs{\Orb(u)} = 1$, \Lightning. Pertanto + $\Stab(u) \neq G$, e dunque l'unione non ricopre tutto $G$, concludendo + la dimostrazione. \end{proof} \end{document} \ No newline at end of file