高等群论
合成列
如果说单群是群论的“素数”,那么合成列就是把群分解为它们的方法。你构造一条子群链,每个在下一个中正规,并尽可能细化,使得无法再插入任何中间子群。由此得到的单商就是该群的素因子——即合成因子。
形式地,群 G 的一个合成列是有限链 1 = G_0 ⊴ G_1 ⊴ ... ⊴ G_n = G,其中每个 G_i 在 G_{i+1} 中正规,且每个相邻商 G_{i+1}/G_i 都是单群。这些单商就是合成因子。其极大性恰是商的单性:一个商是单的当且仅当 G_{i+1} 没有真正规子群严格地夹在 G_i 与 G_{i+1} 之间。
每个有限群都有合成列,通过反复选取极大真正规子群即可得到。无限群可能没有——例如 Z 没有合成列,因为它的子群链永远不会终于单商。深刻之处在于:合成因子的列表是群的一个不变量,与合成列如何构造无关;这正是约当-赫尔德定理的内容。
对 Z/12Z,一个合成列是 0 ⊂ ⟨6⟩ ⊂ ⟨3⟩ ⊂ Z/12Z,相邻商的阶为 2、2、3——全是单循环群 Z/2Z、Z/2Z、Z/3Z。另一个合成列 0 ⊂ ⟨4⟩ ⊂ ⟨2⟩ ⊂ Z/12Z 给出阶为 3、2、2 的因子:同一个多重集,只是重新排序。
Z/12Z 的两个合成列具有相同的因子。
另见