un gruppo in un prodotto semidiretto di due suoi sottogruppi:
un gruppo in un prodotto semidiretto di due suoi sottogruppi:
\begin{theorem}[di decomposizione in prodotto semidiretto]
\begin{theorem}[di decomposizione in prodotto semidiretto]
Siano $H$ e $K$ due sottogruppi di $G$ con $H \cap K =\{e\}$ e
Siano\footnote{
Si osserva che questo teorema richiede \textit{quasi} le stesse ipotesi
del Teorema di decomposizione in prodotto diretto. L'unica ipotesi che
manca è quella della normalità di $K$. Ciononostante, questo teorema
copre anche il teorema analogo sul prodotto diretto: se $K$ fosse normale,
$\varphi$ sarebbe l'identità ($h$ e $k$ commuterebbero), e quindi
$H \rtimes_\varphi K$ sarebbe esattamente $H \times K$.
}$H$ e $K$ due sottogruppi di $G$ con $H \cap K =\{e\}$ e
$H \nsgeq G$. Allora vale che $HK \cong H \rtimes_\varphi K$ con
$H \nsgeq G$. Allora vale che $HK \cong H \rtimes_\varphi K$ con
$\varphi : K \to\Aut(H)$ tale per cui\footnote{
$\varphi : K \to\Aut(H)$ tale per cui\footnote{
Tale mappa è ben definita dal momento che $H$ è normale in $G$.
Tale mappa è ben definita dal momento che $H$ è normale in $G$.
@ -51,4 +58,84 @@
Chiaramente $\alpha$ è iniettivo dal momento che $hk=e \implies h = k\inv\in H \cap K \implies h = k = e$. Infine $\alpha$ è surgettiva dal momento che $hk =\alpha(h, k)$,
Chiaramente $\alpha$ è iniettivo dal momento che $hk=e \implies h = k\inv\in H \cap K \implies h = k = e$. Infine $\alpha$ è surgettiva dal momento che $hk =\alpha(h, k)$,
e quindi $\Im\varphi$ è banale. In tal caso $\varphi$ è la mappa che associa
ogni $k$ all'identità di $\Aut(H)$, e quindi $G \cong H \times K \cong\ZZmod p \times\ZZmod q \cong\ZZmod{pq}$, dove si è usato il Teorema cinese del resto. \medskip
Altrimenti $\MCD(p, q-1)= p$, e quindi $\Im\varphi$ può essere banale (riconducendoci
al caso di prima, in cui $G \cong\ZZmod{pq}$), oppure $\abs{\Im\varphi}= p$. Si
mostra adesso che i prodotti semidiretti su $\varphi$ non banale sono tutti isomorfi
a prescindere dalla scelta di $\varphi$. \medskip
%TODO: terminare la discussione del caso in cui p divide q-1