Group Theory

Abstract

Το σύγγραμμα απευθύνεται σε προπτυχιακούς φοιτητές Τμημάτων Μαθηματικών Πανεπιστημίων ημεδαπής. Χρησιμοποιώντας την έννοια τής δράσης επί συνόλου, αποδεικνύονται το Θεώρημα Burnside, τα κλασικά Θεωρήματα Sylow και εφαρμογές τους. (Επί παραδείγματι, η απλότητα τής εναλλάσσουσας ομάδας An, για n ίσο ή μεγαλύτερο από 5). Παρουσιάζεται η Εξίσωση των Κλάσεων και ως εφαρμογή της προσδιορίζεται η μεγαλύτερη τιμή τής πιθανότητας ώστε να μετατίθενται δύο στοιχεία μιας μη αβελιανής ομάδας τάξης n. Εισάγοντας την έννοια τού ευθέως γινομένου ταξινομούνται οι πεπερασμένες αβελιανές ομάδες. Αναπτύσσεται η θεωρία Jordan Hoelder και ως εφαρμογή της παρουσιάζονται έννοιες από τη θεωρία των επιλύσιμων ομάδων. Αποδεικνύεται ενδελεχώς ότι κάθε ομάδα τάξης μικρότερης από 60 είναι επιλύσιμη. Το σύγγραμμα διαπραγματεύεται την έννοια τής επέκτασης ομάδας, την ειδική περίπτωση του ημιευθέως γινομένου και ως εφαρμογή ότι μια ομάδα τάξης n είναι κυκλική αν, και μόνο αν οι αριθμοί n και φ(n) (συνάρτηση Euler) είναι σχετικώς πρώτοι. Επίσης ένα κεφάλαιο θα αναφέρεται στη στοιχειώδη θεωρία ομάδων με έμφαση στη θεωρία των συμμετρικών ομάδων Sn. Τέλος σε ένα παράρτημα θα παρουσιαστούν ιστορικά στοιχεία τής ταξινόμησης των περασμένων απλών ομάδων.

The textbook is aimed at undergraduate students in the Mathematics Departments of domestic universities. Using the concept of group action on a set, Burnside's Theorem, the classical Sylow Theorems, and their applications are proven (for example, the simplicity of the alternating group An, for n equal to or greater than 5). The Class Equation is presented, and as an application, the maximum probability that two elements of a non-abelian group of order n will commute is determined. By introducing the concept of the direct product, finite abelian groups are classified. The Jordan-Hölder theory is developed, and as an application, concepts from the theory of solvable groups are presented. It is thoroughly proven that every group of order less than 60 is solvable. The textbook discusses the concept of group extension, the special case of the semidirect product, and as an application, it is shown that a group of order n is cyclic if and only if the numbers n and φ(n) (Euler's totient function) are coprime. Additionally, one chapter will refer to elementary group theory with an emphasis on the theory of symmetric groups Sn. Finally, a historical appendix will present elements of the classification of finite simple groups.