Todo homomorfismo An→SnAn→SnA_n\to S_n se extiende a un endomorfismo de SnSnS_n para n≥5n≥5n\geq 5

Dejar norte 5 , S norte el grupo simétrico en norte letras y A norte el grupo alterno correspondiente.

Quiero mostrar que todo homomorfismo gramo : A norte S norte se extiende a un endomorfismo gramo ~ : S norte S norte compatible con la inclusión i : A norte A norte , es decir gramo ~ i = gramo .

Desde hace norte 5 el grupo A norte es simple, gramo debe ser inyectiva o trivial, así que centrémonos en el caso inyectivo. Ya que necesitamos gramo ~ i = gramo , resulta que gramo ~ debe ser inyectable también. De groupprops sé que para norte 5 los elementos de mi norte d ( S norte ) son de uno de estos tres tipos: automorfismos, triviales, tienen imagen de orden dos.

Por lo tanto, gramo ~ debe ser un automorfismo. De la misma página sé que para norte 6 tenemos A tu t ( A norte ) = A tu t ( S norte ) = S norte , todos ellos dados por conjugación. Ahora, desde gramo es un isomorfismo en su imagen, surge mi primera pregunta:

  1. ¿Hay subgrupos de S norte isomorfo a A norte que no son iguales a A norte (definido como el subgrupo de permutaciones pares)? Si no entonces gramo es un automorfismo de A norte , que viene dada por conjugación por un elemento de S norte y por lo tanto se puede extender fácilmente a todos S norte .

Para el caso norte = 6 , no he podido encontrar la estructura de automorfismo de S norte y A norte , solo se que S norte < A tu t ( S norte ) = A tu t ( A norte ) . Entonces mi segunda pregunta es:

  1. ¿Cómo puedo extender gramo cuando norte = 6 ?

Respuestas (1)

Suponer H = gramo ( A norte ) A norte entonces H A norte A norte .

Desde [ S norte : H ] = 2 , H S norte y por lo tanto H A norte A norte contradiciendo el hecho A norte es simple.

Por eso gramo es un automorfismo de A norte y ya sabes el resto.

¡Gracias! Para el caso norte = 6 , desde A tu t ( A norte ) = A tu t ( S norte ) no es realmente importante qué es este automorfismo, ¿verdad? Quiero decir, gramo ya define un automorfismo de S norte , tengo razón?
Y sobre tu respuesta, ¿cómo sabes [ S norte : H ] = 2 ? Sé que, en general, los subgrupos isomorfos pueden tener diferentes índices (ver aquí ), pero tal vez eso no pueda suceder en grupos finitos.
esencialmente, sí, cada automorfismo de S norte se restringe únicamente a un automorfismo de A norte así como A tu t ( A norte ) = A tu t ( S norte ) , cualquier automorfismo de A norte se extiende únicamente a un automorfismo de S norte . Como para [ S norte : H ] = 2 , para grupos finitos [ GRAMO : H ] = | GRAMO | / | H | .