Pagina 1 van 7

Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 19:38
door Fruitschaal
Er zijn weer een aantal vragen waar ik niet uitkom. Dus ik hoop op jullie hulp! =)

Stel
\(A = \{\begin{pmatrix} x & y \\ 0 & z \end{pmatrix}\)
met
\(x = \pm1, y \in \mathbb{Z}, z = \pm1 \} \subseteq GL_2(\mathbb{R})\)
,

waarbij
\(GL_2(\mathbb{R}) = \{ \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} : a,b,c,d \in \mathbb{R}, ad - bc \neq 0\}\)
, met als bewerking de vermenigvuldiging en eenheidselement
\(\begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix}\)
en inverse
\(\frac{1}{ad-bc}\begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix}\)
a) Toon aan dat
\(A\)
een ondergroep is van
\(GL_2(\mathbb{R})\)
[/b]

Nou, er is al aangegeven dat A een deelverzameling is van die groep GL2. Dus als A niet leeg is, en voor ieder tweetal elementen x en y in H ook xy en x-1 in A, dan is A een ondergroep.

A is niet leeg, want het bevat het eenheidselement.

Verder stel ik dat:
\(x = \begin{pmatrix} x_1 & x_2 \\ 0 & x_3 \end{pmatrix}\)
\(x = \begin{pmatrix} y_1 & y_2 \\ 0 & y_3 \end{pmatrix}\)
Dus:
\(xy = \begin{pmatrix} x_1y_1 & x_1y_2 + x_2y_3 \\ 0 & x_3y_3 \end{pmatrix}\)
\(x_1y_1 = \pm1*\pm1 = \pm1\)
\(x_1y_2 + x_2y_3 \in \mathbb{Z}\)
\( x_3y_3 = \pm1*\pm1 = \pm1\)
Dus
\(xy \in A\)
.
\(x^{-1} = \frac{1}{x_1x_3}\begin{pmatrix} x_3 & -x_2 \\ 0 & x_1 \end{pmatrix}\)
en dat zit ook weer in A.

Dus A is een ondergroep.

Mijn vraag is nu of deze redenatie klopt.

---

b) Toon aan dat
\(f: A \rightarrow \{\pm1\} \times \{\pm1\} \times \mathbb{Z}/2\mathbb{Z}\)
gegeven door
\(f(\begin{pmatrix} x_1 & x_2 \\ 0 & x_3 \end{pmatrix}) = (x_1, x_3, \overline{x_2})\)
een surjectief homomorfisme is.

Voor een homomorfisme geldt dat
\(f(x)f(y) = f(xy)\)
voor alle
\(x, y \in A\)
.
\(f(x)f(y) = (x_1, x_3, \overline{x_2})(y_1, y_3, \overline{y_2})\)
.
\(f(xy) = (x_1y_1, x_3y_3, \overline{x_1y_2 + x_2y_3})\)
Ik weet eigenlijk niet goed hoe ik die vermenigvuldiging van f(x)f(y) moet uitrekenen en dan dus kan aantonen dat het gelijk aan f(xy) is.

Daarnaast, wat is een surjectief homomorfisme?

-----

Alvast bedankt!

Re: Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 19:47
door Drieske
Fruitschaal schreef: wo 04 apr 2012, 19:38
Mijn vraag is nu of deze redenatie klopt.
Ja :) .

Ik weet eigenlijk niet goed hoe ik die vermenigvuldiging van f(x)f(y) moet uitrekenen en dan dus kan aantonen dat het gelijk aan f(xy) is.
Je moet de puntsgewijze vermenigvuldiging nemen. Dus (a, b, c).(d, e, f) = (ad, be, cf). Zie ook hier

Daarnaast, wat is een surjectief homomorfisme?
Hier snap ik je probleem niet... Je weet wat een homomorfisme is (die def geef je zelf). En surjectiviteit van een afbeelding ken je waarschijnlijk ook?

Re: Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 20:09
door Fruitschaal
Bedankt voor je reactie!

Oké, dus
\(f(x)f(y) = (x_1, x_3, \overline{x_2})(y_1, y_3, \overline{y_2}) = (x_1y_1, x_3y_3, \overline{x_2y_2})\)
.
\(f(xy) = (x_1y_1, x_3y_3, \overline{x_1y_2 + x_2y_3})\)
Dus dan moet dus gelden dat
\((x_1y_1, x_3y_3, \overline{x_2y_2}) = (x_1y_1, x_3y_3, \overline{x_1y_2 + x_2y_3})\)
Dus:
\(\overline{x_2y_2} = \overline{x_1y_2 + x_2y_3}\)
Ik begrijp niet hoe ik die kan 'samenvatten'. Er geldt wel dat
\(x_1 = \pm1 = x_3\)
, maar dan? :P

Als dit lukt heb ik aangetoond dat het een homomorfisme is en dan moet ik nog aantonen dat het surfjectief is en dan is het een surjectief homomorfisme?

Voor surjectiviteit moet gelden dat:
\(\forall b \in \{\pm1\} \times \{\pm1\} \times \mathbb{Z}/2\mathbb{Z} \exists x \in A: f(x) = b\)
Ik weet niet meer hoe je zoiets aantoont :oops:

Re: Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 21:03
door Drieske
Je moet natuurlijk de 'vermenigvuldiging' juist interpreteren :) . Wat is je groepsactie voor Z/2Z? * of +, wat is het meest logisch?

Op surjectiviteit komen we later terug :) . Eerst dit oplossen.

Re: Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 21:05
door Fruitschaal
Drieske schreef: wo 04 apr 2012, 21:03
Je moet natuurlijk de 'vermenigvuldiging' juist interpreteren :) . Wat is je groepsactie voor Z/2Z? * of +, wat is het meest logisch?

Op surjectiviteit komen we later terug :) . Eerst dit oplossen.
De optelling toch?

Re: Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 21:08
door Drieske
Inderdaad... Dus wat wordt f(x)f(y)?

Re: Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 21:11
door Fruitschaal
\(f(x)f(y) = (x_1, x_3, \overline{x_2})(y_1, y_3, \overline{y_2}) = (x_1+y_1, x_3+y_3, \overline{x_2+y_2})\)
.
\(f(xy) = (x_1y_1, x_3y_3, \overline{x_1y_2 + x_2y_3})\)
, als ik me niet vergis.

Re: Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 21:15
door Drieske
Dat klopt bijna. Welke bewerking heb je op {1, -1}? Bedenk dat je wilt dat het een groep is.

Re: Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 21:27
door Drieske
Vergeten te vermelden: bij {1, -1} geldt uiteraard weer dezelfde vraag of het + of * moet zijn...

Re: Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 21:32
door Fruitschaal
Drieske schreef: wo 04 apr 2012, 21:27
Vergeten te vermelden: bij {1, -1} geldt uiteraard weer dezelfde vraag of het + of * moet zijn...
Ah, ik begrijp nu wat er geldt. Voor de restklasse is de bewerking de optelling, maar voor {1, -1} de vermenigvuldiging.

Dus:
\(f(x)f(y) = (x_1, x_3, \overline{x_2})(y_1, y_3, \overline{y_2}) = (x_1y_1, x_3y_3, \overline{x_2+y_2})\)
.
\(f(xy) = (x_1y_1, x_3y_3, \overline{x_1y_2 + x_2y_3})\)
, als ik me niet vergis.



En dan moet dus gelden dat
\(\overline{x_2 + y_2} = \overline{x_2y_3 + x_1y_2}\)
y3 en x1 zijn -1 of 1, dus er zijn vier scenario's mogelijk:

y3 = 1, x1 = 1:

x_2 + y_2 = x_2 + y_2. Klopt.

y3 = 1 en x1 = -1

x_2 + y_2 = x_2 - y_2. Dit klopt dus niet.

Hetzelfde voor y3 = -1 en x1 = 1.

y3 = -1 en x1 = -1:

x_2 + y_2 = -(x_2 + y_2). Dit klopt ook niet.

Dus ik loop even vast zoals je ziet :P

Re: Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 21:34
door Drieske
Je werkt in een groep met 2 elementen. In zo'n groep geldt dat -1 = ...? Overigens maakt mijn vraag gevalsonderscheid overbodig. En waarom je vastloopt zit ook in de vraag van mij verdoken ;) .

Re: Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 21:39
door Fruitschaal
-1 * 1 = -1?

Re: Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 21:47
door Drieske
In Z/2Z heb je in se maar 2 elementen: 0 en 1. Al de rest is gelijk aan één van deze 2. Zo is -1 gelijk aan 1. In wiskundige notatie:
\(\overline{1} = \overline{-1}\)
. Waarom? Zie je nu waarom het gevraagde klopt?

Re: Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 21:51
door Fruitschaal
Drieske schreef: wo 04 apr 2012, 21:47
In Z/2Z heb je in se maar 2 elementen: 0 en 1. Al de rest is gelijk aan één van deze 2. Zo is -1 gelijk aan 1. In wiskundige notatie:
\(\overline{1} = \overline{-1}\)
. Waarom? Zie je nu waarom het gevraagde klopt?
Ja, natuurlijk.
\(\overline{0} = \{..., -4, -2, 0, 2, 4, ...\}\)
\(\overline{1} = \{..., -3, -1, 1, 3, 5, ...\} = \overline{-1}\)
Ik zal het morgen even verwerken. Bedankt! ;)

Re: Ondergroep

Geplaatst: wo 04 apr 2012, 21:55
door Drieske
Inderdaad :) . Maar nu ben je er dus wel hoor. Want nu is
\(\overline{x_1} = \overline{x_3} = \)
... Gebruik dan dat
\(\overline{a + b} = \)
...