线性代数

张玮

目录

  • 1 线性方程组
    • 1.1 线性方程组的基本概念
    • 1.2 高斯消元法与阶梯型
    • 1.3 线性方程组的等价与初等变换
    • 1.4 矩阵
    • 1.5 齐次线性方程组
    • 1.6 二阶行列式
    • 1.7 三阶行列式
  • 2 集合与映射
    • 2.1 集合的基本概念
    • 2.2 集合之间的运算
    • 2.3 集合的乘积和基数
    • 2.4 映射的基本概念
    • 2.5 映射的合成
    • 2.6 逆映射
    • 2.7 对换
    • 2.8 置换的分解
    • 2.9 例子
    • 2.10 置换的符号
    • 2.11 偶置换与奇置换
    • 2.12 置换在函数上的作用
    • 2.13 等价关系
    • 2.14 商映射与序关系
    • 2.15 数学归纳法
    • 2.16 整数的算术(上)
    • 2.17 整数的算术(下)
  • 3 矩阵
    • 3.1 向量和向量空间
    • 3.2 线性组合和线性相关
    • 3.3 一些性质
    • 3.4 基
    • 3.5 维数
    • 3.6 行秩、列秩的定义及性质
    • 3.7 线性方程组的可解性准则
    • 3.8 重新理解线性方程组
    • 3.9 线性映射
    • 3.10 矩阵的运算
    • 3.11 矩阵乘积的秩
    • 3.12 矩阵的转置
    • 3.13 单位矩阵和纯量矩阵
    • 3.14 可逆矩阵
    • 3.15 一些计算
    • 3.16 初等矩阵
    • 3.17 逆矩阵的计算
    • 3.18 线性方程组的解空间
    • 3.19 解空间的基础解系
  • 4 行列式
    • 4.1 平行六面体的体积与行列式
    • 4.2 行列式的若干性质
    • 4.3 广义行列式函数
    • 4.4 行列式按一行或一列的元素展开
    • 4.5 准三角方阵的行列式
    • 4.6 方阵乘积的行列式
    • 4.7 例子
    • 4.8 可逆矩阵的行列式判别准则
    • 4.9 克拉默法则
    • 4.10 矩阵的子式与矩阵的秩的联系
  • 5 群、环、域
    • 5.1 运算
    • 5.2 结合律的性质
    • 5.3 幂与倍数
    • 5.4 可逆元素
    • 5.5 群的定义和例子
    • 5.6 循环群
    • 5.7 元素的阶
    • 5.8 循环群的子群
    • 5.9 同态与同构
    • 5.10 例子与结论
    • 5.11 半群的乘法表以及群与对称
    • 5.12 环的定义和例子
    • 5.13 整数的剩余类环
    • 5.14 零因子、整环
    • 5.15 同态
    • 5.16 域的定义,例子
    • 5.17 素域
    • 5.18 域的特征
    • 5.19 任意域上的线性方程组
  • 6 复数和多项式
    • 6.1 复数域
    • 6.2 矩阵模型
    • 6.3 复平面、棣莫弗公式
    • 6.4 共轭
    • 6.5 实数域二次扩张的唯一性
    • 6.6 有理数域的二次扩张
    • 6.7 复数的初等几何
    • 6.8 尺规作图与二次扩张
    • 6.9 定义
    • 6.10 一些术语
    • 6.11 多项式的取值
    • 6.12 带余除法
    • 6.13 多元多项式
    • 6.14 多元单项式的字典序
    • 6.15 若干术语
    • 6.16 整除的初等性质
    • 6.17 最大公因子和最小公倍元
    • 6.18 欧几里得环的唯一因子分解性
    • 6.19 整系数多项式的因式分解
    • 6.20 整环的分式域
    • 6.21 欧几里得环的分式域
    • 6.22 有理函数域
  • 7 多项式的根
    • 7.1 根与线性因子
    • 7.2 韦达公式
    • 7.3 多项式的导数与根的重数
    • 7.4 重因子
    • 7.5 多项式函数
    • 7.6 代数基本定理的叙述和一些引理
    • 7.7 代数基本定理的证明
    • 7.8 实系数多项式的虚根
    • 7.9 复数域和实数域上的最简分式
    • 7.10 实系数多项式的根(上)
    • 7.11 实系数多项式的根(中)
    • 7.12 实系数多项式的根(下)
    • 7.13 斯图姆定理的证明
    • 7.14 正根的个数与系数的关系
    • 7.15 多项式根的近似计算
    • 7.16 整系数多项式的有理根
    • 7.17 对称多项式的定义与例子
    • 7.18 对称多项式的基本定理
    • 7.19 待定系数法
    • 7.20 一元四次方程的求根问题
    • 7.21 判别式
    • 7.22 解三次方程
    • 7.23 结式(上)
    • 7.24 结式(下)
  • 8 复习
    • 8.1 复习(一)
    • 8.2 复习(二)
    • 8.3 复习(三)
    • 8.4 复习(四)
  • 9 阅读
    • 9.1 阅读
  • 10 问卷调查
    • 10.1 问卷调查
例子与结论
  • 1 视频
  • 2 章节测验


内自同构(inner automorphism)一类特殊的自同构。若g是群G中一个元,则映射给出群G的一个自同构,称这样的自同构为群G的内自同构。

定义

在抽象代数的群论中,内自同构是群的自同构的一种。设g为群G的一个元素,则g对应的内自同构,是以g的共轭作用定义如下


群G的一个自同构,如果是G的元素的共轭作用,便称为内自同构。

内自同构(inner automorphism)是一类特殊的自同构,若g是群G中一个元,则映射给出群G的一个自同构,称这样的自同构为群G的内自同构。

群G的所有内自同构在映射的合成运算下构成一个群,称为G的内自同构群,常记为Inn (G)。若G为交换群,则Inn(G)={1}。群G的内自同构群是它的自同构群的正规子群,群G的内自同构群同构于商群G/Z(G),其中Z(G)为G的中心,即Inn (G)-G/Z (G)。群G的不是内自构的自同构称为外自同构。商群Out (G) =Aut (G) /Inn (G)称为G的外自同构群。外自同构群的元素一般不是自同构。

性质

(1)若的中心Z()内,则  是平凡的。因此阿贝尔群的内自同构都是平凡的。一般而言,  的不动点集,正是的中心化子CG)。

(2)内自同构  的逆元是  。两个内自同构  的复合是  。

(3)由群的中心的基本性质可知,若Inn()是循环群,则Inn()是平凡群。

(4)若Inn()=Aut()且无中心,则G称为完备群。

(5)若G是完满群且Inn()是单群,则G称为拟单群。

(6)设R是半完备环,R的内自同构群为G,若对任意0≠e=e~2∈R,1+e是R中的可逆元,则R在G作用下的不变元是R的中心。

内自同构群

的内自同构组成内自同构群Inn()。内自同构群Inn()与群G对其中心Z()的商群G/Z()同构。

内自同构群Inn()是的自同构群Aut()中的正规子群,其对应商群记为Out()=Aut(G)/Inn(),称为外自同构群。

上述关系可以用以下两个短正合列表示:

正规子群

的子群的正规子群,当的任一内自同构的作用下不变。这时的内自同构限制到H上是的自同构(未必是的内自同构),因而有群同态  。这个群同态的核是中的中心化子CG()。

对一般的子群H,可取其在中的正规化子NG(),则是NG()的正规子群,故有群同态  ,其核是CG()。因此NG()/CG()可以嵌入到Aut()内,即 是单射。