(Trabajo de titulación asesorado por la Dra. Diana Avella Alaminos)
Introducción
En la entrada anterior vimos que si tenemos un grupo
Recuerda que
Joseph-Louis Lagrange, conocido simplemente como Lagrange, nació en 1739 y falleció en 1813.
A pesar de que vivió antes de que la teoría de conjuntos se desarrollara en el siglo XIX, su trabajo fue muy importante para ella. Por eso este teorema tiene su nombre.
Ingredientes para la demostración
Lema. Sea
Demostración. Sean
Consideremos
Veamos que
Además,
Donde
Por lo tanto
Señoras y señores, les presento a Lagrange
Ahora ya tenemos todos los ingredientes para demostrar el teorema de Lagrange.
Teorema. (Teorema de Lagrange) Sea
Demostración. Sea
Sean
Así
Consecuencias del teorema
Corolario 1. Sea
Demostración. Sea
Así
Corolario 2. Todo grupo finito de orden primo es cíclico.
Demostración. Sea
Como
Entonces
Tarea moral
A continuación hay algunos ejercicios para que practiques los conceptos vistos en esta entrada. Te será de mucha utilidad intentarlos para entender más la teoría vista.
- Sea
un grupo finito, y subgrupos de con . En cada inciso (son los ejercicios 2 y 3 de la entrada anterior) justifica usando el teorema de Lagrange ¿cómo es en términos de y ? los cuaternios, y . , y .
- Encuentra todos los subgrupos del grupo de los cuaternios y de
¿de qué orden son? ¿cuántos hay del mismo orden? - Revisa el video de la Sorbona: Lagrange-Universidad de la Sorbona. Se puede poner poner subtítulos en español.
Más adelante…
El teorema de Lagrange es uno de los resultados más importantes del curso. Se usará multiples veces. Por lo pronto, en la siguiente entrada, revisitaremos los grupos cíclicos y usaremos el teorema de Lagrange para probar una caracterización de esos grupos.
Entradas relacionadas
- Ir a Álgebra Moderna I.
- Entrada anterior del curso: Relación de equivalencia dada por un subgrupo e índice de
en . - Siguiente entrada del curso: Caracterización de grupos cíclicos.
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Por favor, puedes explicar sobre el teorema de Lagrange en grupos infinitos?
Hola Wendys. Cuando el grupo es infinito, en vez de poner el teorema como un cociente, se despeja |G| y se pone como el siguiente producto: |G|=|H|[G:H]. Para entender qué está diciendo, hay que entender un poco de cardinalidades infinitas, pues en la derecha hay un producto de cardinales. Si te interesa conocer un poco más de arimética cardinal, puedes echarle un ojo a nuestro curso de Teoría de Conjuntos: https://blog.nekomath.com/tc1.