परिपूर्ण समूह

गणित में, अधिक विशेष रूप से समूह सिद्धांत में, एक समूह (गणित) को पूर्ण कहा जाता है यदि यह अपने स्वयं के कम्यूटेटर उपसमूह के बराबर होता है, या समतुल्य रूप से, यदि समूह में कोई तुच्छ समूह नहीं है।, जो सार्वभौम एबेलियन भागफल है, तुच्छ है)। प्रतीकों में, एक आदर्श समूह ऐसा है कि जी(1) = जी (कम्यूटेटर उपसमूह समूह के बराबर है), या समकक्ष एक ऐसा है कि जीab = {1} (इसका अपमान तुच्छ है)।

उदाहरण
सबसे छोटा (गैर-तुच्छ) पूर्ण समूह वैकल्पिक समूह ए है5. अधिक आम तौर पर, कोई भी गैर-अबेलियन समूह | गैर-अबेलियन सरल समूह परिपूर्ण होता है क्योंकि कम्यूटेटर उपसमूह एबेलियन भागफल के साथ एक सामान्य उपसमूह है। इसके विपरीत, एक संपूर्ण समूह को सरल होने की आवश्यकता नहीं है; उदाहरण के लिए, 5 तत्वों के साथ क्षेत्र (गणित) पर विशेष रैखिक समूह, एसएल (2,5) (या बाइनरी इकोसाहेड्रल समूह, जो इसके लिए समूह समरूपता है) सही है लेकिन सरल नहीं है (इसमें एक गैर-तुच्छ केंद्र है (समूह) युक्त $$\left(\begin{smallmatrix}-1 & 0 \\ 0 & -1\end{smallmatrix}\right) = \left(\begin{smallmatrix}4 & 0 \\ 0 & 4\end{smallmatrix}\right)$$).

किसी भी दो सरल गैर-अबेलियन समूहों के समूहों का प्रत्यक्ष उत्पाद सही है लेकिन सरल नहीं है; दो तत्वों का कम्यूटेटर [(ए, बी), (सी, डी)] = ([ए, सी], [बी, डी]) है। चूँकि प्रत्येक साधारण समूह में कम्यूटेटर एक जनरेटिंग सेट बनाते हैं, कम्यूटेटर के जोड़े प्रत्यक्ष उत्पाद का एक जेनरेटिंग सेट बनाते हैं।

अधिक आम तौर पर, एक अर्धसरल समूह (एक साधारण समूह का एक पूर्ण केंद्रीय विस्तार (गणित)) जो एक गैर-तुच्छ विस्तार है (और इसलिए एक साधारण समूह नहीं है) सही है लेकिन सरल नहीं है; इसमें प्रक्षेपी विशेष रैखिक समूह PSL(n,q) के विस्तार के रूप में सभी घुलनशील समूह गैर-सरल परिमित विशेष रैखिक समूह SL(n,q) शामिल हैं (SL(2,5) PSL(2,5) का एक विस्तार है, जो ए के लिए आइसोमोर्फिक है5). इसी तरह, वास्तविक संख्या और जटिल संख्या संख्याओं पर विशेष रैखिक समूह सही है, लेकिन सामान्य रैखिक समूह जीएल कभी भी सही नहीं होता है (तुच्छ या अधिक होने के अलावा) $$\mathbb{F}_2$$, जहां यह विशेष रेखीय समूह के बराबर है), क्योंकि निर्धारक एक गैर-तुच्छ अवहेलना देता है और वास्तव में कम्यूटेटर उपसमूह SL है।

एक गैर-तुच्छ पूर्ण समूह, हालांकि, आवश्यक रूप से हल करने योग्य समूह नहीं है; और 4 इसके क्रम को विभाजित करता है (समूह सिद्धांत) (यदि परिमित है), इसके अलावा, यदि 8 क्रम को विभाजित नहीं करता है, तो 3 करता है। प्रत्येक चक्रीय समूह पूर्ण है, लेकिन इसका विलोम सत्य नहीं है: A5 पूर्ण है लेकिन चक्रीय नहीं है (वास्तव में, सुपरपरफेक्ट समूह भी नहीं), देखें. वास्तव में, के लिए $$n\ge 5$$ वैकल्पिक समूह $$A_n$$ उत्तम है, लेकिन उत्तम नहीं, साथ $$H_2(A_n,\Z) = \Z/2$$ के लिए $$n \ge 8$$.

एक पूर्ण समूह का कोई भी भागफल पूर्ण होता है। एक गैर-तुच्छ परिमित पूर्ण समूह जो सरल नहीं है, उसे कम से कम एक छोटे सरल गैर-अबेलियन समूह का विस्तार होना चाहिए। लेकिन यह एक से अधिक साधारण समूह का विस्तार हो सकता है। वास्तव में, पूर्ण समूहों का प्रत्यक्ष उत्पाद भी पूर्ण होता है।

प्रत्येक पूर्ण समूह G एक अन्य पूर्ण समूह E (इसका सार्वभौमिक केंद्रीय विस्तार) को एक विशेषण f: E → G के साथ निर्धारित करता है जिसका कर्नेल (बीजगणित) E के केंद्र में है, ऐसा है कि f इस संपत्ति के साथ सार्वभौमिक है। f की गिरी को G का शूर गुणक कहा जाता है क्योंकि इसका अध्ययन पहली बार 1904 में कुछ नहीं द्वारा किया गया था; यह होमोलॉजी समूह के लिए आइसोमोर्फिक है $$H_2(G)$$.

बीजगणितीय के-सिद्धांत के प्लस निर्माण में, यदि हम समूह पर विचार करते हैं $$\operatorname{GL}(A) = \text{colim} \operatorname{GL}_n(A)$$ एक क्रमविनिमेय अंगूठी के लिए $$A$$, फिर प्राथमिक आव्यूहों का उपसमूह $$E(R)$$ पूर्ण उपसमूह बनाता है।

अयस्क का अनुमान
चूंकि कम्यूटेटर उपसमूह कम्यूटेटर द्वारा उत्पन्न होता है, एक पूर्ण समूह में ऐसे तत्व हो सकते हैं जो कम्यूटेटर के उत्पाद हैं लेकिन स्वयं कम्यूटेटर नहीं हैं। Øystein Ore ने 1951 में साबित किया कि पांच या अधिक तत्वों पर वैकल्पिक समूहों में केवल कम्यूटेटर होते हैं, और अनुमान लगाया कि यह सभी परिमित गैर-अबेलियन सरल समूहों के लिए ऐसा था। अयस्क का अनुमान अंततः 2008 में सिद्ध हुआ। प्रमाण परिमित सरल समूहों के वर्गीकरण पर निर्भर करता है।

ग्रुन की लेम्मा
संपूर्ण समूहों के बारे में एक बुनियादी तथ्य ग्रुन की प्रमेयिका है : इसके केंद्र (समूह सिद्धांत) द्वारा एक पूर्ण समूह का भागफल समूह केंद्र रहित है (तुच्छ केंद्र है)।

प्रमाण: यदि G एक पूर्ण समूह है, तो Z1 और जेड2 केंद्रीय श्रृंखला के पहले दो पदों को निरूपित करें # G की ऊपरी केंद्रीय श्रृंखला (यानी, Z1 G, और Z का केंद्र है2/साथ1 G/Z का केंद्र है1). यदि एच और के जी के उपसमूह हैं, तो एच और के के कम्यूटेटर को [एच, के] द्वारा निरूपित करें और ध्यान दें कि [जेड1, जी] = 1 और [जेड2, जी] ⊆ जेड1, और परिणामस्वरूप (परम्परा कि [X, Y, Z] = X, Y], Z] का पालन किया जाता है):


 * $$[Z_2,G,G]=[[Z_2,G],G]\subseteq [Z_1,G]=1$$
 * $$[G,Z_2,G]=[[G,Z_2],G]=[[Z_2,G],G]\subseteq [Z_1,G]=1.$$

तीन उपसमूह लेम्मा (या समतुल्य रूप से, कम्यूटेटर # पहचान (समूह सिद्धांत) | हॉल-विट पहचान) द्वारा, यह इस प्रकार है कि [जी, जेड2] = जी, जी], जेड2] = [जी, जी, जेड2] = {1}। इसलिए, जेड2 ⊆ जेड1 = Z(G), और भागफल समूह का केंद्र G / Z(G) तुच्छ समूह है।

परिणामस्वरूप, एक आदर्श समूह के सभी केंद्र (समूह सिद्धांत)#उच्च केंद्र (अर्थात् ऊपरी केंद्रीय श्रृंखला में उच्च पद) केंद्र के बराबर होते हैं।

समूह समरूपता
समूह होमोलॉजी के संदर्भ में, एक आदर्श समूह ठीक वही है जिसका पहला होमोलॉजी समूह गायब हो जाता है: एच1(जी, 'जेड') = 0, क्योंकि एक समूह का पहला होमोलॉजी समूह वास्तव में समूह का अवमूल्यन है, और सही का अर्थ है तुच्छ अपभ्रंश। इस परिभाषा का एक फायदा यह है कि यह मजबूती को स्वीकार करती है:
 * एक सुपरपरफेक्ट समूह वह है जिसके पहले दो होमोलॉजी समूह गायब हो जाते हैं: $$H_1(G,\Z)=H_2(G,\Z)=0$$.
 * एक विश्वकोश समूह वह है जिसके सभी (कम) होमोलॉजी समूह गायब हो जाते हैं $$\tilde H_i(G;\Z) = 0.$$ (यह इसके अलावा सभी होमोलॉजी समूहों के बराबर है $$H_0$$ लुप्त हो जाना।)

अर्ध-परिपूर्ण समूह
विशेष रूप से बीजगणितीय के-सिद्धांत के क्षेत्र में, एक समूह को अर्ध-परिपूर्ण कहा जाता है यदि इसका कम्यूटेटर उपसमूह सही है; प्रतीकों में, एक अर्ध-पूर्ण समूह ऐसा है कि जी(1) = जी(2) (कम्यूटेटर उपसमूह का कम्यूटेटर कम्यूटेटर उपसमूह है), जबकि एक आदर्श समूह ऐसा है कि G (1)  = जी (कम्यूटेटर उपसमूह पूरा समूह है)। देखना और.