吉林大学2003级离散数学IIA卷答案

一. (45分)综合题

1. (3分) 试举出分别满足以下各条件的群的例子:

1)G是无限群,除去单位元外,每个元素的周期都为0; eg: 整数加法群

2)G是无限群,G中每个元素的周期都有限;

eg: {xn-1=0 在复数域的所有根, 其中n = 1,2,3……},复数乘法 3)G是无限群,G中除单位元外,既有周期有限的元素,也有周期为0的元素。

eg: 非零实数乘法群; 每个例子1分

2. (2分)任意的群G中,方程 x2 = x 有几个解? 一个

3. (2分)指数是2的子群是否一定是正规子群? 是

4. (4分)试求四次对称群S4关于Klein四元群 H = {(1), (1 2) (3 4), (1

3)(2 4), (1 4)(2 3)} 的指数,并写出包含(1 3)的H的左陪集和包含(1 2)的H的右陪集。 6(2分);{(1 3), (1 4 3 2), (2 4), (1 2 3 4)}; {(1 2), (3 4), (1 3 2 4), (1 4 2 3)} 这两个每个1分

5. (2分)具有如下定义的代数系统(G,*), C 不是群。

A. G={1,10},*是模11的乘法; B. G={1,3,4,5,9},*是模11的乘法; C. G=Q,*是普通的乘法; D. G=Q,*是普通的加法。

答案C

6. (2分)任何一个具有多个等幂元的半群,它 A 。

A. 不能构成群;B. 不一定构成群;C. 必能构成群;D. 能构成交

换群。

答案A

7. (2分)设G={1,5,7,11},(G,*)为群,其中*为模12的乘法,则7的周

期为多少?(G,*)有几个真子群? 2;4

8. (1分)确定n次置换

σ= 1 2 … n – 1 n

n n - 1 … 2 1 的奇偶性。

n = 4k, 4k+1 时σ为偶置换,n = 4k+2, 4k+3 时为σ奇置换。 或者,σ的奇偶性与 └n/2┘相同 ――n/2取地板运算 只答奇置换或偶置换不得分

9. (3分)写出I/18I的所有理想。

{0}; {0, 9};{0, 6, 12}; {0, 3, 6, 9, 12, 15};{0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16}; {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17};

共6个,写对n个时,得┌n/2┐分 ――n/2取天棚运算 写错时不扣分或者扣1分 10. (2分)R11中4/5等于多少? 3

11. (3分)循环群是否一定是交换群?G1是3元群,G1是否一定是交换

群?G2是6元群,G2是否一定是交换群? 是; 是; 不是(或 不一定) 每个1分 12. (2分)无零因子的有限环是否一定是体? 不是(或 不一定)

13. (2分)设a,b是群G的元素,a的周期为2,b的周期为3,且ab=ba,问ab的周期是多少? 6

14. (2分)写出第72个分圆多项式。 x24-x12+1

15. (2分)写出GF(64)的全部子域。 R2, GF(4), GF(8), GF(64)

16. (2分)设B是8元布尔代数,B有多少个子代数? 5

17. (3分)给出所有的5元格(画出Hasse 图即可),并说明哪些是模格,

哪些是分配格,哪些是有余格。

五个点 构成的 链

(1) (2) (3) (4) (5) (1) 有余格

(2) 模格,有余格 (3) 模格, 分配格 (4) 模格, 分配格 (5) 模格, 分配格

全对得3分,酌情给1分或2分

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18. (2分) 在R5中用综合除法计算多项式x+2除3x-2x+4x-5x+1的

商式和余式。

商式 3x+2x 余式 1

19. (4分)写出布尔代数的Huntington公理。

H1:a·b = b·a,a+b = b+a. H2:a·(b+c)=(a·b)+(a·c), a+(b·c)=(a+b)·(a+c)。 H3:B中有元素0和元素1,使得对任意a∈B,有 a·1 = a, a+0 = a。

H4: 对任意a∈B,有 a’ ∈B,使得 a·a’ = 0, a+a’ = 1。 每条1分。

二. (7分)令M是除去0,1以外的全体实数作成的集合,G为M的以下

六个变换作成的集合:

σ1(x) = x , σ2(x) = 1/x , σ3(x) = 1-x , σ4(x) = 1/(1-x) , σ5(x) = (x-1)/x, σ6(x) = x/(x-1).

G在变换的乘法下是否作成群?如果不是,请给出原因,若是,给出以上每个元素的逆元。 是群。(不必证明) (5分) 回答不是群的,一律给1分。 σ4(x) 和σ5(x)互为逆,其余的逆均是自身。

三.(5分)环R中,若乘法满足等幂律,证明:若|R| > 2,则R不是整区。

证明:反证法。假设R是整环,则R无零因子。

因为|R| > 2,故R中有互异的元素a, b(均不为0)。由a2 =a得 (a2-a)b = a(ab-b) = 0

因R是整区,无零因子,a不为0,于是由上得 ab – b = 0; ab – b2 = 0, (a-b)b = 0

但b不为0,于是有a =b, 矛盾。因此,R不是整区。 证毕。

四.(8分)设(R*, ×)是一切非零实数在数的乘法下作成的群,(R, +)是实数

加法群,证明二者不可能同构。 证明:用反证法。假设(R*,·)与(R,+)同构,可设映射σ为R*到R上的一个同构映射,于是必有σ:1 ? 0, -1 ? a, a ≠ 0。从而, σ(1)=σ((-1)·(-1)) =σ(-1)+σ(-1)=a+a=2a。则有2a=0,a=0,与a ≠ 0矛盾。故,原假设不对,(R*,·)与(R,+)不可能同构。 (酌情给分)

五.(10分)已知在消去环R中,不为0的元素在加法下的周期相同,证明

其周期或为0或为质数。

证明:设a∈R,a≠0,且a的周期为n,故 na = 0。

(1) 若n=0,则得证。 (得5分) (2) 否则,只需证n是质数。

用反证法。设n不是质数,则n = n1n2, 且n1≠1,

n2≠1。故1

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