高等群论
约当-赫尔德定理
把一个整数用两种方式分解,得到的素数总相同;约当-赫尔德定理就是这种唯一性的群论版本。无论你如何把一个群切成合成列,最终得到的单块总是相同的——只有它们沿链的排列次序可能不同。
确切地说,若群 G 有两个合成列 1 = G_0 ⊴ ... ⊴ G_n = G 与 1 = H_0 ⊴ ... ⊴ H_m = G,则 n = m,且存在一个置换匹配合成因子,使对每个 i 有 G_{i+1}/G_i 同构于 H_{σ(i)+1}/H_{σ(i)}。简言之,合成因子的多重集是 G 的不变量。标准证明用施赖埃尔加细定理,它说任意两条次正规列都有等价的加细。
这使合成因子成为真正的不变量,是数的素因子分解的类比——但有一个关键区别:这些因子并不决定群。两个不同构的群可以有相同的合成因子(例如 Z/4Z 与 Z/2Z x Z/2Z 都有因子 Z/2Z、Z/2Z),因为这些单块如何被组装起来——即扩张问题——是因子未记录的额外数据。
对称群 S_4 的合成因子为 Z/2Z、Z/3Z、Z/2Z、Z/2Z(经由链 1 ⊴ V_4 ⊴ A_4 ⊴ S_4 加细而得),而 S_5 的因子是 Z/2Z 与单群 A_5。由于 A_5 是非交换单群,S_5 不可解——而约当-赫尔德定理保证这一因子列表是无歧义的。
合成因子区分可解的 S_4 与不可解的 S_5。
又称
另见