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[Risolto] Gruppo simmetrico

  

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Assegnata la permutazione
$$
\alpha:=\left(\begin{array}{cccccccccc}
1 & 2 & 3 & 4 & 5 & 6 & 7 & 8 & 9 & 10 \\
3 & 6 & 5 & 10 & 7 & 4 & 9 & 8 & 1 & 2
\end{array}\right) \in S_{10},
$$
determinare le orbite di $\alpha$, la sua decomposizione in cicli disgiunti e la decomposizione in cicli disgiunti della sua inversa $\alpha^{-1}$. Infine, determinare i generatori ciclici del gruppo ciclico $G:=\left\langle\alpha^{66610}\right\rangle \cap A_{10}$.

image

Per quanto riguarda i generatori ciclici stavo procedendo ricavandomi i generatori ciclici di 10
mentre per il sottogruppo alterno A9 non ho idea di come ricavarmelo.

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 torna Le orbite di $\alpha$ le troviamo semplicemente "ripercorrendo" la trasformazione procedendo di valore in valore, finché non torniamo al valore di partenza.

Ad esempio abbiamo che l'1 si trasforma in 3, ma il 3 si trasforma in 5, il 5 in 7 e il 7 in 9. Il 9 torna in 1, quindi chiudiamo l'orbita. Procedendo così troviamo quindi tre cicli disgiunti:

$ O(1)=(1,3,5,7,9)$

$ O(2)=(2,6,4,10)$

$ O(8)=(8)$

La decomposizione in cicli disgiunti dell'inversa è banalmente la stessa di prima, ma ripercorrendo i cli al contrario:

$ O^{-1}(1)=(1,9,7,5,3)$

$ O^{-1}(2)=(2,10,4,6)$

$ O^{-1}(8)=(8)$

Cerchiamo ora di determinare $\alpha^{66610}$.

Notiamo che $O(1)$ ha periodo 5, ed essendo $66610=0mod5$, vuol dire che $\alpha^{66610}$ fissa gli elementi di $O(1)$.

Analogamente $O(8)$ ha periodo 1, quindi $\alpha^{66610}$ fissa anche 8.

Per quanto riguarda gli elementi in $O(2)$, che ha periodo 4, abbiamo che $66610=2mod4$ quindi per gli elementi in $O(2)$, $\alpha^{66610}=\alpha^2$ Abbiamo dunque i cicli $(2,4)$ e $(6,10)$.

Per praticità chiamo $\alpha^{66610}= \beta$, così da non portarmi dietro l'esponente.

Possiamo dunque esplicitare $\beta=:\alpha^{66610}$ come:

$ \beta=\left(\begin{array}{cccccccccc}
1 & 2 & 3 & 4 & 5 & 6 & 7 & 8 & 9 & 10 \\
1 & 4 & 3 & 2 & 5 & 10 & 7 & 8 & 9 & 6 \\
\end{array}\right)$

Notiamo che $ \beta^2$ è l'identità, dunque il gruppo generato da $\beta$ è $<\beta>=\{1, \beta\}$

D'altra parte il gruppo alterno $A_{10}$ è costituito da tutte le permutazioni pari di 10 elementi. Essendo $\beta$ pari ($\beta^2=1$), abbiamo che in realtà:

$ G := <\beta> \cap A_{10} = \{1, \beta\}$

e dunque il generatore ciclico di G è proprio $\beta$.

 

Noemi

 

 

 



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