Семинары, 202 группа

Преподаватель: Д.А. Тимашёв

Занятия проходят по понедельникам на 3-й паре (13:15-14:50) в ауд. 436.

Нумерация задач даётся по «Сборнику задач по алгебре» под ред. А.И. Кострикина, новое изд., Москва, МЦНМО, 2009. Дополнительные задачи помечены знаком ★.


2 сентября 2019

Единственность нейтрального и обратного элементов в группе. Задание конечных групп таблицей умножения, примеры: группа Клейна V_4, группа кватернионов Q_8. Примеры изоморфных и неизоморфных групп: аддитивная и мультипликативная группы поля R, а также группа положительных вещественных чисел по умножению; Z_4 и V_4; GL_2(C) и GL_3(C). Сопряжённость элементов в группе. Порядок элемента группы, его свойства, циклические группы. Теорема Лагранжа, группы простого порядка. Классификация конечных групп порядка ≤10 (формулировка).

Домашнее задание:

9 сентября 2019

Сопряжённость элементов в группе, классы сопряжённости, центр группы. Вычисление классов сопряженности и центра для групп Q_8, S_n, D_n. Нормальные подгруппы в группе S_3.

Домашнее задание:

16 сентября 2019

Нормальные подгруппы в группе S_4. Вычисление факторгрупп непосредственно и с помощью основной теоремы о гомоморфизмах. Автоморфизмы групп, вычисление Aut(Aut(Aut Z_9)).

Домашнее задание:

23 сентября 2019

Прямое произведение (прямая сумма) групп, примеры разложений и неразложимости групп в прямые произведения (прямые суммы). Полупрямое произведение групп, примеры.

Домашнее задание:

30 сентября 2019

Конечно порождённые и не конечно порождённые абелевы группы, примеры. Структура конечно порождённых абелевых групп, её определение, исходя из представления группы в виде факторгруппы свободной группы по подгруппе, заданной набором порождающих элементов, приведением целочисленной матрицы координат порождающих элементов подгруппы к «диагональному» виду. Вычисление порядка элемента в конечно порождённой абелевой группе, представленной как факторгруппа свободной группы. Критерий конечности факторгруппы свободной абелевой группы.

Домашнее задание:

7 октября 2019

Конечные абелевы группы, их структура, тип группы. Классификация конечных абелевых групп заданного порядка. Определение типа факторгруппы конечной (или конечно порождённой) абелевой группы. Вложимость конечных абелевых групп друг в друга. Количество подгрупп заданного порядка в данной конечной абелевой группе.

Домашнее задание:

14 октября 2019

Действия групп на множествах, описание орбит и стабилизаторов. В подгруппе индекса k содержится нормальная подгруппа индекса, делящего k!. Пять правильных многогранников (платоновы тела), двойственность между ними. Группы движений двойственных многогранников совпадают. Группа движений куба.

Домашнее задание:

21 октября 2019

Теоретико-групповое определение и классификация правильных многогранников. Формула Бернсайда для числа орбит действия конечной группы на конечном множестве. Действие группы на себе сопряжениями: классы сопряжённости и централизаторы, число элементов в классе сопряжённости, формула классов.

Домашнее задание:

28 октября 2019

Коммутант группы, его свойства. Вычисление коммутанта группы G методом оценки сверху (ядро гомоморфизма G в абелеву группу) и снизу (подгруппа, порождённая некоторым количеством коммутаторов). Кратные коммутанты, разрешимые группы, критерий разрешимости (в терминах подгруппы и факторгруппы).

Домашнее задание:

18 ноября 2019

Силовские подгруппы, теоремы Силова, примеры: силовские подгруппы в A_4, в GL_2(Z_p), в прямом произведении групп. Арифметика конечных групп: доказательство непростоты, разрешимости, коммутативности групп заданного порядка (80, 12, 455).

Домашнее задание:

25 ноября 2019

Классификация групп порядка ≤10.

Линейные и матричные представления групп, в том числе представление в пространстве функций на множестве с действием группы. Приводимые и вполне приводимые представления, разложение в прямую сумму неприводимых представлений. Нахождение инвариантных подпространств и доказательство неприводимости (пример: стандартное представление группы A_n при n≥5). Теорема Машке. Описание неприводимых комплексных представлений конечных абелевых групп (пример: V_4) и одномерных комплексных представлений конечных групп (пример: S_3×D_5).

Домашнее задание:

9 декабря 2019

Факты о количестве и размерностях неприводимых комплексных представлений конечной группы. Описание всех неприводимых комплексных представлений группы D_n.

Структурные константы алгебры. Классификация двумерных комплексных алгебр с единицей.

Домашнее задание:

16 декабря 2019

Идеалы, главные идеалы, кольца главных идеалов. Факторалгебры K[x]/(f), их свойства, вычисления в K[x]/(f). Присоединение корня, избавление от иррациональности в знаменателе. Минимальный многочлен. Конечные поля, поле из 16 элементов.

Домашнее задание:

17 декабря 2019

Контрольная работа
  1. Вычисление факторгруппы свободной абелевой группы и нахождение в ней порядка заданного элемента (1 вариант) и количества элементов заданного порядка (2 вариант).
  2. Нахождение централизатора элемента группы подстановок и количества элементов в его классе сопряжённости (1 вариант); описание орбит действия группы на множестве (2 вариант).
  3. Доказательство коммутативности группы заданного порядка (1 вариант); описание силовских подгрупп в группе (2 вариант).
  4. Вычисление производного ряда группы (1 вариант); доказательство разрешимости группы заданного порядка (2 вариант).
  5. Описание одномерных комплексных представлений группы.
  6. Избавление от иррациональности в знаменателе выражения в поле, получаемом присоединением корня неприводимого многочлена к полю Z_3 (1 вариант) и C (2 вариант).