一类有限秩Abel群的自同构
The Automorphism Groups of a Class of Finite Rank Abelian Groups
DOI: 10.12677/PM.2016.64049, PDF, HTML, XML,    国家自然科学基金支持
作者: 苗 俊*, 廖 军, 刘合国:湖北大学数学系,湖北 武汉
关键词: 自同构无挠Abel群有限自同构Automorphism Torsion Free Abelian Groups Finite Automorphism
摘要: 本文给出了一类有限秩的具有C2自同构的无挠Abel群。
Abstract: In this paper, we mainly study a class of finite rank torsion free abelian groups which their automorphism groups are C2.
文章引用:苗俊, 廖军, 刘合国. 一类有限秩Abel群的自同构[J]. 理论数学, 2016, 6(4): 337-341. http://dx.doi.org/10.12677/PM.2016.64049

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:

具有无限阶高,则存在

使得对任意的自然数t成立。即

由于的一组基,则由的系数对应相等有

对任意成立,于是

,

得到

具有无限阶高,则存在

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

得到

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,因为具有相同的-高,于是,其中是有理数,;同理,即

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

[1] Baer, R. (1937) Abelian Group without Elements of Finite Order. Duke Mathematical Journal, 3, 68-122. http://dx.doi.org/10.1215/S0012-7094-37-00308-9
[2] Thomas, S. (2003) The Classification Problem for Torsion-Free Abelian Groups of Finite Rank. Journal of the American Mathematical Society, 16, 233-258. http://dx.doi.org/10.1090/S0894-0347-02-00409-5
[3] Liao, J. and Liu, H. (2011) Automorphism Groups of Infinite Me-ta-(Locally Cyclic) Groups (in Chinese). Scientia Sinica Mathematica, 41, 613-628. http://dx.doi.org/10.1360/012011-128
[4] Hallett, J. and Hirsch, K. (1965) Torsion-Free Groups Having Finite Automorphism I. Journal of Algebra, 2, 287-298. http://dx.doi.org/10.1016/0021-8693(65)90010-4
[5] Hirsch, K. and Zassenhaus, H. (1966) Finite Automorphism Groups of Torsion-Free Groups. Journal of the London Mathematical Society, 41, 545-549. http://dx.doi.org/10.1112/jlms/s1-41.1.545
[6] Robinson, D.J.S. (1995) A Course in the Theory of Groups. Springer-Verlag, New York.
[7] Fuchs, L. (1970) Infinite Abelian Groups, Vol. I. Academic Press, New York.