如果G有一个正规子群同构于S_3,其对应的商群也同构于S_3,则G可能的情况有哪些?

如果G有一个正规子群同构于S_3,其对应的商群也同构于S_3,则G可能的情况有哪些?

这个问题实际上可以推广为有关完全群的一般结果(不需要任何其他限制)

虽然上面的证明是简单且自然的,不过还是可以考虑把证明完整写出来:

注意 ,

是自然的

显然 是 的正规子群,下面证明 也是

考虑 ,得到 成立 ,假设 满足

得到 ,得到 ,即证

考虑 ,定义为

不难验证这是一个群嵌入,记其像集为

于是不难验证 是 的子群,且

当然,也可以使用

下面一个就比较显然了,根据 为群嵌入,可以直接得到:

于是这一点启发我们定义如下结果:

上面的观察不难看出,只要 是完全群,就满足 直积分解

对一切包含 的群 成立,并且此时 以及

特别地,可以得到只要 是群 的正规子群并且是完全群,则 存在正规补

也就是说此时 为群内直积,同构于外直积

注意到当 且 时, 均为完全群

于是如果此时 以及 ,其中 为某个给定的群,则只能

进一步,如果一个完全群 是群 的换位子群,则 必然成立

特别地当 且 时,不存在一个群的换位子群同构于

感兴趣的可以做一下 的情况,注意 为二阶循环群。

以上