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과학

군의 직접곱

군의 직접곱과학
영어
Direct product of groups
원소
g∈G와 h∈H의 순서쌍 (g,h)
연산
각 좌표에서 따로 계산
항등원
(e_G,e_H)
군의 직접곱 G×H는 순서쌍들의 집합에 좌표별 군 연산을 준 구조다. (g₁,h₁)(g₂,h₂)=(g₁g₂,h₁h₂)로 계산하며 각 좌표에서는 해당 군의 연산을 사용한다.

집합의 곱에 연산 더하기

바탕 집합은 G와 H의 데카르트 곱이다. 순서쌍을 곱할 때는 첫 좌표끼리 G에서 계산하고 둘째 좌표끼리 H에서 계산한다. 순서쌍의 좌표를 서로 곱하거나 두 군의 원소를 한 집합 안에서 임의로 섞는 연산이 아니다.

나머지 덧셈의 예

G를 2로 나눈 나머지의 덧셈군, H를 3으로 나눈 나머지의 덧셈군이라고 하자. 그러면 (1,2)+(1,2)=(0,1)이다. 첫 좌표는 2를 법으로 둘째 좌표는 3을 법으로 계산한다. 전체 원소 수는 2×3=6개다.

항등원과 역원

각 좌표의 항등원을 모은 (e_G,e_H)가 전체 항등원이고 (g,h)의 역원은 (g⁻¹,h⁻¹)이다. G의 원소들을 (g,e_H)로 보면 G와 동형인 부분군을 직접곱 안에서 얻는다. H도 같은 방식으로 표현할 수 있으며 두 부분군은 정규다.

크기와 순환성

두 군이 유한하면 직접곱의 위수는 |G||H|다. 그러나 두 군이 순환군이라는 이유만으로 직접곱이 항상 순환군인 것은 아니다. 2원소 순환군 두 개의 직접곱은 원소가 네 개지만 모든 비항등원의 위수가 2여서 생성원 하나로 전체를 얻을 수 없다.

관련 문서

군 (수학) / 곱집합 / 부분군 / 정규부분군 / 순환군 / 군 동형 / 위수 (군론)