Estabilizadores en un grupo de permutación

Supongamos que tenemos un grupo de permutaciones GRAMO = ( 245 ) , ( 123 ) , ( 124 ) con generadores. Parece bastante obvio que el estabilizador de 3 es el subgrupo ( 245 ) , ( 124 ) , pero no estoy seguro de cómo demostrarlo. Es obvio que ( 245 ) , ( 124 ) S t a b GRAMO ( 3 ) , pero ¿cómo se muestra que una secuencia de permutaciones que se mueven 3 en algún punto intermedio y luego devolverlo a su posición inicial sigue siendo parte del subgrupo?

No es demasiado difícil demostrar que GRAMO = A yo t ( 5 ) (el grupo alterno), y los dos generadores que estabilizan 3 generar A yo t ( 4 ) , por lo que debe ser el estabilizador completo de 3 . Pero los problemas generales de este tipo son moderadamente difíciles. Existe un método general llamado Algoritmo de Schreier-Sims .

Respuestas (2)

Primero notamos que GRAMO A 5 , el grupo alterno de grado cinco. Hagamos uso de esta publicación . Desde ( 123 ) y ( 245 ) no arreglar un elemento común de { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 } y ( 123 ) ( 245 ) 1 , tenemos eso ( 123 ) , ( 245 ) = A 5 . Por lo tanto GRAMO = A 5 .

Recuerda eso A 5 está hecho del elemento de identidad, 3-ciclos, 5-ciclos y productos de dos 2-ciclos. Haciendo un poco de combinatoria, obtenemos que Puñalada A 5 ( 3 ) consta del elemento identidad, ocho ciclos de 3 y tres productos de dos ciclos de 2. Esta es exactamente la misma estructura de elementos de A 4 .

Concluimos que Puñalada A 5 ( 3 ) A 4 .

La solución anterior era incorrecta porque usé GAP incorrectamente. Aquí hay una secuencia correcta de comandos GAP. En general, GAP es muy bueno para tratar con pequeños grupos finitos (e incluso para algunos grupos infinitos):

gap> G:=GrupoSimétrico(5);

Símbolo( [ 1 .. 5 ] )

gap> H:=Subgrupo(G,[(1,2,4), (2,4,5),(1,2,3)]);

Grupo ([ (1,2,4), (2,4,5), (1,2,3) ])

brecha> Elementos (H);

[ (), (3,4,5), (3,5,4), (2,3)(4,5), (2,3,4), (2,3,5), (2, 4,3), (2,4,5), (2,4)(3,5), (2,5,3), (2,5,4), (2,5)(3,4) , (1,2)(4,5), (1,2)(3,4), (1,2)(3,5), (1,2,3), (1,2,3,4 ,5), (1,2,3,5,4), (1,2,4,5,3), (1,2,4), (1,2,4,3,5), (1 ,2,5,4,3), (1,2,5), (1,2,5,3,4), (1,3,2), (1,3,4,5,2), (1,3,5,4,2), (1,3)(4,5), (1,3,4), (1,3,5), (1,3)(2,4), (1,3,2,4,5), (1,3,5,2,4), (1,3)(2,5), (1,3,2,5,4), (1, 3,4,2,5), (1,4,5,3,2), (1,4,2), (1,4,3,5,2), (1,4,3), ( 1,4,5), (1,4)(3,5), (1,4,5,2,3), (1,4)(2,3), (1,4,2,3, 5), (1,4,2,5,3), (1,4,3,2,5), (1,4)(2,5), (1,5,4,3,2), (1,5,2), (1,5,3,4,2), (1,5,3), (1,5,4), (1,5)(3,4), (1, 5,4,2,3), (1,5)(2,3), (1,5,2,3,4), (1,5,2,4,3), (1,5,3 ,2,4), (1,5)(2,4) ]

espacio> Número (Elementos (H));

60

Entonces H es igual a A 5 .

El estabilizador de 3 en H es entonces el subgrupo A 4 actuando { 1 , 2 , 4 , 5 } . Tiene 12 elementos ( 4 ! / 2 ).

Compruebe que el subgrupo generado por ( 1 , 2 , 4 ) , ( 2 , 4 , 5 ) tiene 12 elementos:

gap> P:=Subgrupo(G,[(1,2,4), (2,4,5)]);

Grupo ([ (1,2,4), (2,4,5) ])

espacio> Número (Elementos (P));

12

¿No es (245)*(245)*(124) = (125)?
En efecto, ( 2 , 4 , 5 ) ( 2 , 4 , 5 ) = ( 2 , 5 , 4 ) , ( 2 , 5 , 4 ) ( 1 , 2 , 4 ) = ( 1 , 2 , 5 ) . Lo más probable es que usé GAP incorrectamente.