1. 引言
Baer于1937年在无挠Abel群中引入型的概念成功地给出了秩为1的无挠Abel群的同构不变量:两个秩为1的无挠Abel群的同构,当且仅当它们具有相同的型,参见文献 [1] 。此后尽管很多学者试图找出秩大于1的无挠Abel群的同构不变量,但是迄今为止仍然没有一个满意的同构不变量 [2] 。
在 [3] ,引理A中,作者给出了秩为1无挠Abel群的自同态环和自同构群的结构,并且研究了无限亚局部循环群的结构以及它们的自同构和自同构群。
K.A. Hirsch 和他的合作者在 [4] [5] 中研究了当无挠Abel群的自同构群有限时的自同构群的结构。如果有限群同构于一个无挠的自同构群,那么同构与下列类型群的直积的一个子群:
(1) 阶为2,4,6的循环群,,;
(2) 8阶4元数群;
(3);
(4)。
一个自然的问题是确定无挠Abel群,使得其自同构群是。本文是在这方面的一个尝试,给出了一类有限秩的具有自同构群的无挠Abel群,推广了( [6] , 4.4.2)。
2. 自同构群为C2的有限秩无挠Abel群例
本文采用 [6] [7] 的符号和概念。下面的定理表明存在任意有限秩的无挠Abel群,它们的自同构群为,因而是不可分解的。见 [1] 。
定理2.1:设,令子群
其中是互异的素数,。则。
证明:首先考虑的无限高元:
设
具有无限阶高,则存在
使得对任意的自然数t成立。即
由于是的一组基,则由的系数对应相等有
即
对任意成立,于是
,
得到
若
使得对任意的自然数t成立。
由于也构成的一组基,则由的系数对应相等有
对任意的自然数成立,于是
所以无限高的元是的一个有理数;无限高的元是的一个有理倍数。
下面确定的自同构群。如果,因为和具有相同的-高,于是,其中是有理数,;同理,即
又
所以,记,则任意的,,其中是有理数。又,结合的生成元特点,知。因此,由它生成,且。
注记:事实上,类似于的子群的自同构群都是2阶的,例如设
其中,是互异的素数,则。
一般地,称与在中有关系,如果是它的某个生成元。如果之间都有关系,则。
定理2.2:设,令子群
其中,是互异的素数。则,。
证明:与定理2.1类似,知无限高的元是的一个有理倍数;无限高的元是的一个有理倍数。再结合同态保持运算的特点以及同构是可逆的不难推出,。
定理2.2表明,构造的这个可以分解成有限秩不可分解全不变子群的直和。
一般地,当上述换为素数集合是有类似的结论,与定理1对应设,设是某些素数的集合,记,其中是一个-数,即,,。使具有无限-高,有限-高,
同上述方法当时,是全不变的,即任意的无限-高元属于,此时若记,则,特别地,当时,。一般地,对于有多个分块的,对每个块进行讨论。如果一个块连接部分有几部分,记, 在连接块中出现(等同于上述的),当,同样的结论成立。
基金项目
国家自然科学基金(11371124, 11401186)和“高等代数”湖北省精品课程专项基金资助。
参考文献