高等群論
約當-赫爾德定理
把一個整數用兩種方式分解,得到的素數總相同;約當-赫爾德定理就是這種唯一性的群論版本。無論你如何把一個群切成合成列,最終得到的單塊總是相同的——只有它們沿鏈的排列次序可能不同。
確切地說,若群 G 有兩個合成列 1 = G_0 ⊴ ... ⊴ G_n = G 與 1 = H_0 ⊴ ... ⊴ H_m = G,則 n = m,且存在一個置換匹配合成因子,使對每個 i 有 G_{i+1}/G_i 同構於 H_{σ(i)+1}/H_{σ(i)}。簡言之,合成因子的多重集是 G 的不變量。標準證明用施賴埃爾加細定理,它說任意兩條次正規列都有等價的加細。
這使合成因子成為真正的不變量,是數的素因子分解的類比——但有一個關鍵區別:這些因子並不決定群。兩個不同構的群可以有相同的合成因子(例如 Z/4Z 與 Z/2Z x Z/2Z 都有因子 Z/2Z、Z/2Z),因為這些單塊如何被組裝起來——即擴張問題——是因子未記錄的額外數據。
對稱群 S_4 的合成因子為 Z/2Z、Z/3Z、Z/2Z、Z/2Z(經由鏈 1 ⊴ V_4 ⊴ A_4 ⊴ S_4 加細而得),而 S_5 的因子是 Z/2Z 與單群 A_5。由於 A_5 是非交換單群,S_5 不可解——而約當-赫爾德定理保證這一因子列表是無歧義的。
合成因子區分可解的 S_4 與不可解的 S_5。
又稱
另見