高等群论
中心化子
固定群中一个元素,问:哪些其他元素与它交换——即不在乎相乘的次序?所有这种“合作”元素构成它的中心化子。它衡量所选元素有多“中心”:中心化子越大,群中越多元素在乘积里把这个元素视为可交换的。
形式地,元素 a 在 G 中的中心化子为 C_G(a) = { g 属于 G : ga = ag };更一般地,子集 S 的中心化子为 C_G(S) = { g 属于 G : 对所有 s 属于 S 有 gs = sg }。每个中心化子都是 G 的子群。整个群的中心化子即中心 Z(G),由与所有元素交换的元素组成。
中心化子支配共轭:C_G(a) 恰是 a 在共轭作用下的稳定子,故由轨道-稳定子定理 a 的共轭类大小为 [G : C_G(a)]。于是中心化子大意味着类小,反之亦然。中心化子在有限群结构理论中也无处不在——例如在有限单群中,一个对合的中心化子携带巨量结构信息,这正是分类定理的核心事实之一。
在 S_3 中对换 (1 2) 的中心化子为 { e, (1 2) },阶为 2,因为没有其他置换与它交换。由轨道-稳定子定理,(1 2) 的类大小为 6 / 2 = 3,与三个对换相符。
中心化子小迫使共轭类大。
另见