#LyX 2.3 created this file. For more info see http://www.lyx.org/ \lyxformat 544 \begin_document \begin_header \save_transient_properties true \origin unavailable \textclass book \begin_preamble \input{../defs} \end_preamble \use_default_options true \maintain_unincluded_children false \language spanish \language_package default \inputencoding auto \fontencoding global \font_roman "default" "default" \font_sans "default" "default" \font_typewriter "default" "default" \font_math "auto" "auto" \font_default_family default \use_non_tex_fonts false \font_sc false \font_osf false \font_sf_scale 100 100 \font_tt_scale 100 100 \use_microtype false \use_dash_ligatures true \graphics default \default_output_format default \output_sync 0 \bibtex_command default \index_command default \paperfontsize default \spacing single \use_hyperref false \papersize default \use_geometry false \use_package amsmath 1 \use_package amssymb 1 \use_package cancel 1 \use_package esint 1 \use_package mathdots 1 \use_package mathtools 1 \use_package mhchem 1 \use_package stackrel 1 \use_package stmaryrd 1 \use_package undertilde 1 \cite_engine basic \cite_engine_type default \biblio_style plain \use_bibtopic false \use_indices false \paperorientation portrait \suppress_date false \justification true \use_refstyle 1 \use_minted 0 \index Index \shortcut idx \color #008000 \end_index \secnumdepth 3 \tocdepth 3 \paragraph_separation indent \paragraph_indentation default \is_math_indent 0 \math_numbering_side default \quotes_style french \dynamic_quotes 0 \papercolumns 1 \papersides 1 \paperpagestyle default \tracking_changes false \output_changes false \html_math_output 0 \html_css_as_file 0 \html_be_strict false \end_header \begin_body \begin_layout Standard \begin_inset ERT status open \begin_layout Plain Layout \backslash begin{reminder}{GyA} \end_layout \end_inset \end_layout \begin_layout Standard Llamamos \series bold orden \series default de [un grupo] \begin_inset Formula $G$ \end_inset al cardinal del conjunto. [...] \end_layout \begin_layout Standard Si \begin_inset Formula $A$ \end_inset es un anillo, \begin_inset Formula $(A,+)$ \end_inset es su \series bold grupo aditivo \series default , que es abeliano, y \begin_inset Formula $(A^{*},\cdot)$ \end_inset es su \series bold grupo de unidades \series default , que es abeliano cuando el anillo es conmutativo. [...] \end_layout \begin_layout Standard Llamamos \series bold orden \series default de \begin_inset Formula $a\in G$ \end_inset al orden de \begin_inset Formula $\langle a\rangle$ \end_inset , \begin_inset Formula $|a|\coloneqq|\langle a\rangle|$ \end_inset , y escribimos \begin_inset Formula $\langle a\rangle_{n}$ \end_inset para referirnos a \begin_inset Formula $\langle a\rangle$ \end_inset indicando que tiene orden \begin_inset Formula $n$ \end_inset . El orden de \begin_inset Formula $a$ \end_inset divide al de \begin_inset Formula $G$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Standard Sea \begin_inset Formula $f:\mathbb{Z}\to G$ \end_inset el homomorfismo dado por \begin_inset Formula $f(n)\coloneqq a^{n}$ \end_inset , \begin_inset Formula $\ker f=n\mathbb{Z}$ \end_inset para algún \begin_inset Formula $n\geq0$ \end_inset . Si \begin_inset Formula $n=0$ \end_inset , \begin_inset Formula $f$ \end_inset es inyectivo y \begin_inset Formula $(\mathbb{Z},+)\cong\langle a\rangle$ \end_inset , y en otro caso \begin_inset Formula $\mathbb{Z}_{n}\cong\langle a\rangle$ \end_inset , con lo que \begin_inset Formula $n=|a|$ \end_inset y \begin_inset Formula $a^{n}=1\iff|a|\mid n$ \end_inset . De aquí, \begin_inset Formula $a^{k}=a^{l}\iff k\equiv l\bmod n$ \end_inset , con lo que \begin_inset Formula $|a|$ \end_inset es el menor entero positivo con \begin_inset Formula $a^{n}=1$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Standard Si \begin_inset Formula $a$ \end_inset tiene orden finito y \begin_inset Formula $n>0$ \end_inset , \begin_inset Formula \[ |a^{n}|=\frac{|a|}{\text{mcd}\{|a|,n\}}. \] \end_inset Si \begin_inset Formula $G=\langle a\rangle$ \end_inset : \end_layout \begin_layout Enumerate Si \begin_inset Formula $G$ \end_inset tiene orden infinito, \begin_inset Formula $G\cong(\mathbb{Z},+)\cong C_{\infty}$ \end_inset y los subgrupos de \begin_inset Formula $G$ \end_inset son los \begin_inset Formula $\langle a^{n}\rangle$ \end_inset con \begin_inset Formula $n\in\mathbb{N}$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Enumerate Si \begin_inset Formula $|G|=n$ \end_inset , \begin_inset Formula $G\cong(\mathbb{Z}_{n},+)\cong C_{n}$ \end_inset y los subgrupos de \begin_inset Formula $G$ \end_inset son exactamente uno de orden \begin_inset Formula $d$ \end_inset por cada \begin_inset Formula $d\mid n$ \end_inset , \begin_inset Formula $\langle a^{n/d}\rangle_{d}$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Enumerate Todos los subgrupos y grupos cociente de \begin_inset Formula $G$ \end_inset son cíclicos. \end_layout \begin_layout Standard Así, si \begin_inset Formula $p\in\mathbb{N}$ \end_inset es primo, todos los grupos de orden \begin_inset Formula $p$ \end_inset son isomorfos a \begin_inset Formula $(\mathbb{Z}_{p},+)$ \end_inset . Si \begin_inset Formula $G=\langle g_{1},\dots,g_{n}\rangle$ \end_inset y \begin_inset Formula $N\unlhd G$ \end_inset , \begin_inset Formula $G/N=\langle g_{1}N,\dots,g_{n}N\rangle$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Standard \series bold Teorema chino de los restos para grupos: \end_layout \begin_layout Enumerate Si \begin_inset Formula $G$ \end_inset y \begin_inset Formula $H$ \end_inset son subgrupos cíclicos de órdenes respectivos \begin_inset Formula $n$ \end_inset y \begin_inset Formula $m$ \end_inset , \begin_inset Formula $G\times H$ \end_inset es cíclico si y sólo si \begin_inset Formula $n$ \end_inset y \begin_inset Formula $m$ \end_inset son coprimos. [...] \end_layout \begin_layout Enumerate Si \begin_inset Formula $g,h\in G$ \end_inset tienen órdenes respectivos \begin_inset Formula $n$ \end_inset y \begin_inset Formula $m$ \end_inset coprimos y \begin_inset Formula $gh=hg$ \end_inset , entonces \begin_inset Formula $\langle g,h\rangle$ \end_inset es cíclico de orden \begin_inset Formula $nm$ \end_inset . [...] \end_layout \begin_layout Standard Dados un grupo \begin_inset Formula $G$ \end_inset y \begin_inset Formula $a\in G$ \end_inset , llamamos \series bold conjugado \series default de \begin_inset Formula $g\in G$ \end_inset por \begin_inset Formula $a$ \end_inset a \begin_inset Formula $g^{a}\coloneqq a^{-1}ga$ \end_inset , y conjugado de \begin_inset Formula $X\subseteq G$ \end_inset por \begin_inset Formula $a$ \end_inset a \begin_inset Formula $X^{a}\coloneqq\{x^{a}\}_{x\in X}$ \end_inset . Dos elementos \begin_inset Formula $x,y\in G$ \end_inset o conjuntos \begin_inset Formula $x,y\subseteq G$ \end_inset son \series bold conjugados \series default en \begin_inset Formula $G$ \end_inset si existe \begin_inset Formula $a\in G$ \end_inset con \begin_inset Formula $x^{a}=y$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Standard Si \begin_inset Formula $a\in G$ \end_inset , llamamos \series bold automorfismo interno \series default definido por \begin_inset Formula $a$ \end_inset al automorfismo \begin_inset Formula $\iota_{a}:G\to G$ \end_inset dado por \begin_inset Formula $\iota_{a}(x)\coloneqq x^{a}$ \end_inset . Su inverso es \begin_inset Formula $\iota_{a^{-1}}$ \end_inset . El conjugado por \begin_inset Formula $a$ \end_inset de un subgrupo de \begin_inset Formula $G$ \end_inset es otro subgrupo de \begin_inset Formula $G$ \end_inset del mismo orden. [...] \end_layout \begin_layout Standard \begin_inset Formula $\forall g,a,b\in G,g^{ab}=(g^{a})^{b}$ \end_inset , y [...] la relación de ser conjugados es de equivalencia. Las clases de equivalencia se llaman \series bold clases de conjugación \series default de \begin_inset Formula $G$ \end_inset , y llamamos \begin_inset Formula $a^{G}\coloneqq[a]=\{a^{g}\}_{g\in G}$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Standard Sea \begin_inset Formula $X$ \end_inset un conjunto. Una \series bold acción por la izquierda \series default de \begin_inset Formula $G$ \end_inset en \begin_inset Formula $X$ \end_inset es una función \begin_inset Formula $\cdot:G\times X\to X$ \end_inset tal que \begin_inset Formula $\forall x\in X,(\forall g,h\in G,(gh)\cdot x=g\cdot(h\cdot x)\land1\cdot x=x)$ \end_inset , y una \series bold acción por la derecha \series default de \begin_inset Formula $G$ \end_inset en \begin_inset Formula $X$ \end_inset es una función \begin_inset Formula $\cdot:X\times G\to X$ \end_inset tal que \begin_inset Formula $\forall x\in X,(\forall g,h\in G,x\cdot(gh)=(x\cdot g)\cdot h\land x\cdot1=x)$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Standard Si \begin_inset Formula $\cdot:G\times X\to X$ \end_inset es una acción por la izquierda de \begin_inset Formula $G$ \end_inset en \begin_inset Formula $X$ \end_inset y \begin_inset Formula $x\in X$ \end_inset , llamamos \series bold órbita \series default de \begin_inset Formula $x$ \end_inset en \begin_inset Formula $G$ \end_inset a \begin_inset Formula $G\cdot x\coloneqq\{g\cdot x\}_{g\in G}$ \end_inset y \series bold estabilizador \series default de \begin_inset Formula $x$ \end_inset en \begin_inset Formula $G$ \end_inset a \begin_inset Formula $\text{Estab}_{G}(x)\coloneqq\{g\in G\mid g\cdot x=x\}$ \end_inset . Si \begin_inset Formula $\cdot:X\times G\to X$ \end_inset es una acción por la derecha de \begin_inset Formula $G$ \end_inset en \begin_inset Formula $X$ \end_inset y \begin_inset Formula $x\in X$ \end_inset , llamamos órbita de \begin_inset Formula $x$ \end_inset en \begin_inset Formula $G$ \end_inset a \begin_inset Formula $x\cdot G\coloneqq\{x\cdot g\}_{g\in G}$ \end_inset y estabilizador de \begin_inset Formula $x$ \end_inset en \begin_inset Formula $G$ \end_inset a \begin_inset Formula $\text{Estab}_{G}(x)\coloneqq\{g\in G\mid x\cdot g=x\}$ \end_inset . Las órbitas forman una partición de \begin_inset Formula $G$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Enumerate Llamamos \series bold acción por traslación a la izquierda \series default a la acción por la izquierda de \begin_inset Formula $G$ \end_inset en \begin_inset Formula $G/H$ \end_inset dada por \begin_inset Formula $g\cdot xH=gxH$ \end_inset . Entonces \begin_inset Formula $G\cdot xH=G/H$ \end_inset y \begin_inset Formula \[ \text{Estab}_{G}(xH)=[...]=H^{x^{-1}}. \] \end_inset Análogamente llamamos \series bold acción por traslación a la derecha \series default a la acción por la derecha de \begin_inset Formula $G$ \end_inset en \begin_inset Formula $H\backslash G$ \end_inset dada por \begin_inset Formula $Hx\cdot g=Hxg$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Enumerate Cuando \begin_inset Formula $H=1$ \end_inset , la acción de traslación es de \begin_inset Formula $G$ \end_inset en \begin_inset Formula $G$ \end_inset , con \begin_inset Formula $G\cdot x=G$ \end_inset y \begin_inset Formula $\text{Estab}_{G}(x)=1$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Enumerate La \series bold acción por conjugación \series default de \begin_inset Formula $G$ \end_inset en \begin_inset Formula $G$ \end_inset es la acción por la derecha \begin_inset Formula $x\cdot g\coloneqq x^{g}$ \end_inset . Entonces \begin_inset Formula $x\cdot G=x^{G}$ \end_inset y \begin_inset Formula $\text{Estab}_{G}(x)=C_{G}(x)$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Enumerate Si \begin_inset Formula $S$ \end_inset es el conjunto de subgrupos de \begin_inset Formula $G$ \end_inset , la \series bold acción por conjugación de \begin_inset Formula $G$ \end_inset en sus subgrupos \series default es la acción por la derecha de \begin_inset Formula $G$ \end_inset en \begin_inset Formula $S$ \end_inset \begin_inset Formula $H\cdot g=H^{g}$ \end_inset . [...] \end_layout \begin_layout Enumerate Si \begin_inset Formula $n\in\mathbb{N}$ \end_inset y \begin_inset Formula $X$ \end_inset es un conjunto, \begin_inset Formula $\cdot:S_{n}\times X^{n}\to X^{n}$ \end_inset dada por \begin_inset Formula $\sigma\cdot(x_{1},\dots,x_{n})\coloneqq(x_{\sigma(1)},\dots,x_{\sigma(n)})$ \end_inset es una acción por la izquierda. \end_layout \begin_layout Enumerate Sean \begin_inset Formula $\cdot:G\times X\to X$ \end_inset una acción por la izquierda, \begin_inset Formula $H\leq G$ \end_inset e \begin_inset Formula $Y\subseteq X$ \end_inset , si \begin_inset Formula $\forall h\in H,y\in Y,h\cdot y\in Y$ \end_inset , \begin_inset Formula $\cdot|_{H\times Y}$ \end_inset es una acción por la izquierda de \begin_inset Formula $H$ \end_inset en \begin_inset Formula $Y$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Standard Sean \begin_inset Formula $G$ \end_inset un grupo actuando sobre un conjunto \begin_inset Formula $X$ \end_inset , \begin_inset Formula $x\in X$ \end_inset y \begin_inset Formula $g\in G$ \end_inset : \end_layout \begin_layout Enumerate \begin_inset Formula $\text{Estab}_{G}(x)\leq G$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Enumerate \begin_inset Formula $[G:\text{Estab}_{G}(x)]=|G\cdot x|$ \end_inset . En particular, si \begin_inset Formula $G$ \end_inset es finito, \begin_inset Formula $|G\cdot x|\mid|G|$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Enumerate Si la acción es por la izquierda, \begin_inset Formula $\text{Estab}_{G}(g\cdot x)=\text{Estab}_{G}(x)^{g^{-1}}$ \end_inset , y si es por la derecha, \begin_inset Formula $\text{Estab}_{G}(x\cdot g)=\text{Estab}_{G}(x)^{g}$ \end_inset . En particular, si \begin_inset Formula $x,g\in G$ \end_inset y \begin_inset Formula $H\leq G$ \end_inset , \begin_inset Formula $C_{G}(x^{g})=C_{G}(x)^{g}$ \end_inset y \begin_inset Formula $N_{G}(H^{g})=N_{G}(H)^{g}$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Enumerate Si \begin_inset Formula $R$ \end_inset es un conjunto irredundante de representantes de las órbitas, \begin_inset Formula $|X|=\sum_{r\in R}|G\cdot r|=\sum_{r\in R}[G:\text{Estab}_{G}(r)]$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Standard Así, si \begin_inset Formula $G$ \end_inset es un grupo y \begin_inset Formula $a\in G$ \end_inset , \begin_inset Formula $|a^{G}|=[G:C_{G}(a)]$ \end_inset , y en particular \begin_inset Formula $a^{G}$ \end_inset es unipuntual si y sólo si \begin_inset Formula $a\in Z(G)$ \end_inset . \series bold Ecuación de clases: \series default Si \begin_inset Formula $G$ \end_inset es finito y \begin_inset Formula $X\subseteq G$ \end_inset contiene exactamente un elemento de cada clase de conjugación con al menos dos elementos, entonces \begin_inset Formula $|G|=|Z(G)|+\sum_{x\in X}[G:C_{G}(x)]$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Standard Dado un número primo \begin_inset Formula $p$ \end_inset , un \series bold \begin_inset Formula $p$ \end_inset -grupo \series default es un grupo en que todo elemento tiene orden potencia de \begin_inset Formula $p$ \end_inset , y un grupo finito es un \begin_inset Formula $p$ \end_inset -grupo si y sólo si su orden es potencia de \begin_inset Formula $p$ \end_inset . [...] \end_layout \begin_layout Standard \series bold Teorema de Cauchy: \series default Si \begin_inset Formula $G$ \end_inset es un grupo finito con orden múltiplo de un primo \begin_inset Formula $p$ \end_inset , \begin_inset Formula $G$ \end_inset tiene un elemento de orden \begin_inset Formula $p$ \end_inset . [...] \end_layout \begin_layout Standard Dados un grupo finito \begin_inset Formula $G$ \end_inset y un número primo \begin_inset Formula $p$ \end_inset , \begin_inset Formula $H\leq G$ \end_inset es un \series bold \begin_inset Formula $p$ \end_inset -subgrupo de Sylow \series default de \begin_inset Formula $G$ \end_inset si es un \begin_inset Formula $p$ \end_inset -grupo y \begin_inset Formula $[G:H]$ \end_inset es coprimo con \begin_inset Formula $p$ \end_inset , si y sólo si es un \begin_inset Formula $p$ \end_inset -grupo y \begin_inset Formula $|H|$ \end_inset es la mayor potencia de \begin_inset Formula $p$ \end_inset que divide a \begin_inset Formula $|G|$ \end_inset . Llamamos \begin_inset Formula $s_{p}(G)$ \end_inset al número de \begin_inset Formula $p$ \end_inset -subgrupos de Sylow de \begin_inset Formula $G$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Standard \series bold Teoremas de Sylow: \series default Sean \begin_inset Formula $p$ \end_inset un número primo y \begin_inset Formula $G$ \end_inset un grupo finito de orden \begin_inset Formula $n\coloneqq p^{k}m$ \end_inset para ciertos \begin_inset Formula $k,m\in\mathbb{N}$ \end_inset con \begin_inset Formula $p\nmid m$ \end_inset . Entonces: \end_layout \begin_layout Enumerate \begin_inset Formula $G$ \end_inset tiene al menos un \begin_inset Formula $p$ \end_inset -subgrupo de Sylow, que tendrá orden \begin_inset Formula $p^{k}$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Enumerate Si \begin_inset Formula $P$ \end_inset es un \begin_inset Formula $p$ \end_inset -subgrupo de Sylow de \begin_inset Formula $G$ \end_inset y \begin_inset Formula $Q$ \end_inset es un \begin_inset Formula $p$ \end_inset -subgrupo de \begin_inset Formula $G$ \end_inset , existe \begin_inset Formula $g\in G$ \end_inset tal que \begin_inset Formula $Q\subseteq P^{g}$ \end_inset . En particular, todos los \begin_inset Formula $p$ \end_inset -subgrupos de Sylow de \begin_inset Formula $G$ \end_inset son conjugados en \begin_inset Formula $G$ \end_inset . \end_layout \begin_layout Enumerate \begin_inset Formula $s_{p}(G)\mid m$ \end_inset y \begin_inset Formula $s_{p}(G)\equiv1\bmod p$ \end_inset . [...] \end_layout \begin_layout Standard \begin_inset ERT status open \begin_layout Plain Layout \backslash end{reminder} \end_layout \end_inset \end_layout \end_body \end_document