¿Qué tiene de malo mi comprobante de pedido de grupo?

Dejar ϕ : GRAMO H sea ​​un isomorfismo de grupos y sea a GRAMO ser de orden norte . Demuestre que el orden de ϕ ( a ) es también norte .

Me dieron este problema hace una semana durante una prueba y mi siguiente respuesta ha sido calificada como "parcialmente" correcta últimamente. A pesar de verificar mi prueba durante un tiempo decente, no pude entender por qué mi prueba no puede considerarse "totalmente" correcta, así que decidí preguntarla aquí con mi prueba.

Prueba:

a GRAMO es orden de norte a norte = mi gramo

a norte = mi gramo ϕ ( a norte ) = mi h

ϕ ( a norte ) = ( ϕ ( a ) ) norte ( ϕ ( a ) ) norte = mi h

Ahora supongamos que existe un k < norte tal que ( ϕ ( a ) ) k = mi h y k es orden de ϕ ( a )

( ϕ ( a ) ) k = mi h ( ϕ ( a ) ) norte = ( ϕ ( a ) ) metro k + r = ( ϕ ( a ) ) r = mi h

( ϕ ( a ) ) r = ϕ ( a r ) = mi h a r ker ϕ

a r ker ϕ a r = mi gramo

a r = mi gramo y r < k a es orden de r

Obviamente, esto es una contradicción, por lo tanto, el orden de ϕ ( a ) debe ser norte

Note que su "prueba" no usó el hecho ϕ es un isomorfismo, sólo el hecho de que es un homomorfismo. ¿Qué puede ir mal? Si ϕ no es un isomorfismo, entonces ϕ poder enviar a de orden norte a ϕ ( a ) de orden estrictamente divisorio norte , en ese caso r = 0 , pero entonces el hecho a r = mi GRAMO y r < k no produce una contradicción.
Sería bueno: mencionar cómo definir metro y r . supongo _ metro , r , metro 1 , k > r 0 .
Seriamente complicó demasiado la segunda parte de la prueba al introducir el innecesario r , y luego se olvidó del caso r = 0 . Podrías usar ϕ ( a k ) = mi h para concluir.
@ runway44 usó el isomorfismo cuando afirma ϕ ( k ) = mi h a k = mi gramo .
@runway44 El hecho ϕ es un isomorfismo en realidad se usó en la última segunda línea donde deduzco a r k mi r ϕ a r = mi gramo
@runway44 hace un punto excelente que vale la pena recordar. ¡Tenga cuidado si descubre que no usa la hipótesis completa para probar una afirmación!
Pero para una prueba adecuada, debe mencionar por qué se mantiene una conclusión. Antes de la segunda, dos y última línea, solo se usaban propiedades de homomorfismo, por lo que es algo nuevo que vale la pena mencionar.
Última línea: no es importante que r < k ya que estamos hablando de a GRAMO . es importante que r < norte (porque r < k < norte ). Y como @MichalAdamaszek menciona el caso r = 0 se olvida
Por cierto, la manera simple de probarlo, una vez que hayas hecho la primera parte, es decir que has probado que o r d ( ϕ ( a ) ) o r d ( a ) . Entonces por simetría o r d ( a ) o r d ( ϕ ( a ) ) , por lo que se sigue que o r d ( a ) = o r d ( ϕ ( a ) ) . Además, faltando el caso de que r = 0 es un poco extraño, ya que es trivialmente cierto que r = 0 (si a norte = mi , entonces obviamente o r d ( a ) | norte ).

Respuestas (2)

El problema es que si k divide norte , terminas con ( ϕ ( a ) ) 0 = mi h , lo cual es trivialmente cierto, porque b 0 = mi h para todos b

Además de @Evaristos responda aquí la finalización/corrección:

Dejar k = orden φ ( a ) . Desde mi h = φ ( mi GRAMO ) = φ ( a norte ) = φ ( a ) norte , norte k . φ ( a k ) = φ ( a ) k = mi h . Desde φ es biyectiva y φ ( mi h ) = mi GRAMO , obtenemos a k = mi GRAMO . Por eso norte | k pero con k norte tenemos norte = k .