2025年大學(xué)《數(shù)理基礎(chǔ)科學(xué)-抽象代數(shù)》考試模擬試題及答案解析_第1頁
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2025年大學(xué)《數(shù)理基礎(chǔ)科學(xué)-抽象代數(shù)》考試模擬試題及答案解析?單位所屬部門:________姓名:________考場號(hào):________考生號(hào):________一、選擇題1.在群G中,對于任意元素a,其階數(shù)等于a生成子群的階數(shù)()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:根據(jù)群論基本定理,元素a生成子群的階數(shù)就是a的階數(shù),因此該命題正確。2.有限群G的每個(gè)元素的階都是G的階的因子()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:根據(jù)拉格朗日定理,有限群G中任何元素的階都必定是群G的階的因子。3.交換群G中,若a和b是任意元素,則(ab)^n=a^nb^n對所有正整數(shù)n都成立()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:交換群中所有元素都滿足交換律,因此冪運(yùn)算滿足分配律,該等式對所有正整數(shù)n都成立。4.循環(huán)群必定是阿貝爾群()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:循環(huán)群中所有元素對乘法都滿足交換律,因此循環(huán)群必定是阿貝爾群。5.階為p的群一定是循環(huán)群()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:根據(jù)有限群結(jié)構(gòu)定理,階為素?cái)?shù)p的群一定是循環(huán)群。6.任何群G都存在一個(gè)子群與G同構(gòu)()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:群G的中心Z(G)總是與G同構(gòu),因此該命題正確。7.兩個(gè)同階的循環(huán)群必定同構(gòu)()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:所有n階循環(huán)群都同構(gòu)于整數(shù)加法群Z/nZ,因此同階的循環(huán)群必定同構(gòu)。8.群G的每個(gè)子群都對應(yīng)G的一個(gè)陪集()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:根據(jù)拉格朗日定理,每個(gè)子群都對應(yīng)G的左陪集和右陪集的集合。9.阿貝爾群的每個(gè)子群都是正規(guī)子群()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:在阿貝爾群中,任何子群都包含所有元素的積,因此必定是正規(guī)子群。10.非阿貝爾群的每個(gè)子群都必定是正規(guī)子群()A.正確B.錯(cuò)誤答案:B解析:非阿貝爾群可能存在非正規(guī)子群,例如四元數(shù)群Q8中存在非正規(guī)子群。11.在群G中,若a和b是任意元素,則(ab)^2=a^2b^2成立,則G必定是阿貝爾群()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:若(ab)^2=a^2b^2對所有a,b∈G成立,則abab=aabb,兩邊左消去a,右消去b得ab=ba,即G是阿貝爾群。12.有限群G的階為n,若n是奇數(shù),則G中每個(gè)非單位元的階都是奇數(shù)()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:設(shè)a是G中任意非單位元,若a的階為偶數(shù),則a^n=e,但n為奇數(shù),矛盾。因此每個(gè)非單位元的階都是奇數(shù)。13.循環(huán)群的生成元是唯一的()A.正確B.錯(cuò)誤答案:B解析:循環(huán)群可能有多個(gè)生成元。例如,整數(shù)加法群Z/nZ中,k是n的任意一個(gè)小于n的正因子,kZ也是循環(huán)群,且k是它的生成元。14.群G的子群H的階是G的階的因子,當(dāng)且僅當(dāng)H是G的正規(guī)子群()A.正確B.錯(cuò)誤答案:B解析:子群階是群階因子是拉格朗日定理的內(nèi)容,但這并不意味著子群一定是正規(guī)子群。例如,四元數(shù)群Q8的中心Z(Q8)={e,-e},階為2,是正規(guī)子群;但子群V={e,i,j,k}階為4,不是正規(guī)子群。15.任何有限群G都有唯一的最小子階正規(guī)子群()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:根據(jù)Sylow定理及其推論,任何有限群G都有唯一的最小階正規(guī)子群,稱為G的素?cái)?shù)階Sylow子群。16.若群G是阿貝爾群,且G的階為n,則G必定包含n階子群()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),阿貝爾群的階為n時(shí),它包含n階子群。例如,整數(shù)加法群Z/nZ本身就是n階子群。17.群G的正規(guī)子群H的商群G/H是群()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:根據(jù)群論基本定理,群G的正規(guī)子群H的商集合G/H關(guān)于乘法運(yùn)算構(gòu)成一個(gè)群,稱為商群。18.兩個(gè)群G和G'的直積G×G'也是一個(gè)群()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:群G和G'的直積G×G'關(guān)于元素對的無結(jié)合的乘法運(yùn)算構(gòu)成一個(gè)群,稱為G和G'的直積群。19.每個(gè)群都包含至少一個(gè)正規(guī)子群()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:每個(gè)群都至少包含兩個(gè)正規(guī)子群,即平凡子群{e}和群自身G。20.有限群G的中心Z(G)是G的正規(guī)子群()A.正確B.錯(cuò)誤答案:A解析:群G的中心Z(G)是G中所有與G中元素可換的元素的集合,Z(G)關(guān)于群G的乘法運(yùn)算是封閉的,因此是G的子群。并且Z(G)對G的乘法運(yùn)算是封閉的,即對于任意g∈G,z∈Z(G),gzg^(-1)=z,因此Z(G)是G的正規(guī)子群。二、多選題1.下列關(guān)于群G的子群H的描述中,正確的有()A.H是G的非空子集B.H對G的乘法運(yùn)算是封閉的C.H對G的乘法運(yùn)算滿足結(jié)合律D.H中每個(gè)元素a的逆元a^(-1)也在H中E.H的階必須整除G的階答案:ABCD解析:根據(jù)子群的定義,H是G的非空子集(A),對G的乘法運(yùn)算是封閉的(B),因此H的乘法運(yùn)算繼承了G的結(jié)合律(C)。由于H是G的子群,H中每個(gè)元素a的逆元a^(-1)也在H中(D)。H的階整除G的階是拉格朗日定理的內(nèi)容,但不是子群的定義要求(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABCD。2.下列關(guān)于循環(huán)群的描述中,正確的有()A.循環(huán)群是阿貝爾群B.循環(huán)群必定有生成元C.任何有限群都同構(gòu)于某個(gè)循環(huán)群D.無限循環(huán)群的同構(gòu)類唯一E.循環(huán)群的子群都是循環(huán)群答案:ABDE解析:循環(huán)群中所有元素對乘法都滿足交換律,因此是阿貝爾群(A)。循環(huán)群的定義就是存在一個(gè)生成元,使得所有元素都是該生成元的冪(B)。任何有限群都同構(gòu)于某個(gè)循環(huán)群是有限群結(jié)構(gòu)定理的內(nèi)容(C)。無限循環(huán)群都同構(gòu)于整數(shù)加法群Z,因此同構(gòu)類唯一(D)。循環(huán)群的子群都是循環(huán)群(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABDE。3.下列關(guān)于正規(guī)子群的描述中,正確的有()A.正規(guī)子群是子群B.正規(guī)子群對左陪集運(yùn)算封閉C.正規(guī)子群對右陪集運(yùn)算封閉D.正規(guī)子群對商群運(yùn)算是封閉的E.G/N是阿貝爾群當(dāng)且僅當(dāng)N是G的正規(guī)子群答案:ABCD解析:正規(guī)子群首先是G的子群(A)。根據(jù)正規(guī)子群的定義,對于任意g∈G和N的任意陪集gN,存在h∈G使得gN=hN,即gNh^(-1)∈N,這意味著正規(guī)子群對左陪集運(yùn)算封閉(B)。同樣,gN=Nh'對任意h'∈G也成立,即正規(guī)子群對右陪集運(yùn)算也封閉(C)。因此,商群G/N的乘法運(yùn)算是gN*hN=(gh)N,由于正規(guī)子群對左右陪集都封閉,這等于Nh'N,是G/N中的元素,因此正規(guī)子群對商群運(yùn)算是封閉的(D)。G/N是阿貝爾群意味著(gN)(hN)=(hN)(gN),即ghN=hgN,即ghg^(-1)h^(-1)∈N,這當(dāng)且僅當(dāng)gh=hg,即g與h可換,但這對于所有g(shù),h∈G并不一定成立,除非G本身是阿貝爾群。例如,四元數(shù)群Q8的中心Z(Q8)={e,-e}是正規(guī)子群,但Q8不是阿貝爾群,G/Z(Q8)同構(gòu)于V_4是阿貝爾群。因此選項(xiàng)E錯(cuò)誤。因此,正確選項(xiàng)為ABCD。4.下列關(guān)于商群的描述中,正確的有()A.商群G/N的元素是G的陪集B.商群G/N的乘法定義為gN*hN=(gh)NC.商群G/N的單位元是ND.商群G/N的逆元gN的逆元是g^(-1)NE.若G是阿貝爾群,則G/N也是阿貝爾群答案:ABCD解析:商群G/N的定義就是G的所有陪集的集合,因此其元素是G的陪集(A)。商群G/N的乘法定義為任意兩個(gè)陪集gN和hN的乘積是(gh)N(B)。商群G/N的單位元是包含單位元e的陪集Ne,通常簡記為N(C)。商群G/N中g(shù)N的逆元是(gN)^(-1)=(g^(-1))N,即g^(-1)N(D)。若G是阿貝爾群,則對于任意g,h∈G,gh=hg,因此對于任意gN,hN∈G/N,(gN)(hN)=(gh)N=(hg)N=(hN)(gN),所以G/N也是阿貝爾群(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABCDE。5.下列關(guān)于直積群的描述中,正確的有()A.直積群G×G'的元素是G和G'的元素對的集合B.直積群G×G'的乘法運(yùn)算是component-wise乘法C.直積群G×G'的單位元是(e_G,e_{G'}),其中e_G和e_{G'}分別是G和G'的單位元D.直積群G×G'的逆元(g,g')的逆元是(g^(-1),g'^(-1))E.若G和G'是阿貝爾群,則G×G'也是阿貝爾群答案:ABCDE解析:群G和G'的直積G×G'的元素是所有形如(g,g')的元素對的集合,其中g(shù)∈G,g'∈G'(A)。直積群G×G'的乘法定義為(g_1,g_2)*(h_1,h_2)=(g_1h_1,g_2h_2),即component-wise乘法(B)。直積群G×G'的單位元是(e_G,e_{G'}),因?yàn)閷τ谌我?g,g')∈G×G',(g,g')*(e_G,e_{G'})=(ge_G,gg')=(g,g')(C)。直積群G×G'中(g,g')的逆元是(g^(-1),g'^(-1)),因?yàn)?g,g')*(g^(-1),g'^(-1))=(gg^(-1),gg'^(-1))=(e_G,e_{G'})(D)。若G和G'是阿貝爾群,則對于任意(g_1,g_2),(h_1,h_2)∈G×G',(g_1,g_2)*(h_1,h_2)=(g_1h_1,g_2h_2)=(h_1g_1,h_2g_2)=(h_1,h_2)*(g_1,g_2),因此G×G'也是阿貝爾群(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABCDE。6.下列關(guān)于S_n的描述中,正確的有()A.S_n是n階全排列的集合B.S_n關(guān)于排列的復(fù)合運(yùn)算是封閉的C.S_n關(guān)于排列的復(fù)合運(yùn)算滿足結(jié)合律D.S_n中每個(gè)排列的逆元也在S_n中E.S_n的階是n!答案:ABCDE解析:S_n是n個(gè)元素的集合的所有排列的集合(A)。排列的復(fù)合運(yùn)算滿足結(jié)合律,因此S_n關(guān)于排列的復(fù)合運(yùn)算是封閉的,構(gòu)成一個(gè)群(B,C)。S_n中每個(gè)排列a的逆元a^(-1)也是一個(gè)排列,因此也在S_n中(D)。S_n中包含n!個(gè)不同的排列,因此其階是n!(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABCDE。7.下列關(guān)于Sylow定理的描述中,正確的有()A.Sylow定理只適用于有限群B.Sylowp-子群是指階為p^k的子群,其中p是素?cái)?shù),k是非負(fù)整數(shù)C.Sylowp-子群是存在的D.任何有限群都至少包含一個(gè)Sylowp-子群E.不同Sylowp-子群是共軛的答案:ABCDE解析:Sylow定理是有限群論中的一個(gè)重要定理,只適用于有限群(A)。Sylowp-子群是指階為p^k的子群,其中p是素?cái)?shù),k是最大的非負(fù)整數(shù)使得p^k整除群階n,k≥1(B)。Sylow定理斷言Sylowp-子群是存在的(C),并且Sylowp-子群的個(gè)數(shù)n_p滿足n_p≡1(modp)且n_p整除n(D)。根據(jù)Sylow定理的證明,任何兩個(gè)Sylowp-子群是共軛的(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABCDE。8.下列關(guān)于群同態(tài)的描述中,正確的有()A.群同態(tài)f:G->G'滿足f(ab)=f(a)f(b)對所有a,b∈GB.群同態(tài)f:G->G'的核Ker(f)是G的一個(gè)子群C.群同態(tài)f:G->G'的像Im(f)是G'的一個(gè)子群D.單同態(tài)是同態(tài)且保持單位元E.滿同態(tài)是同態(tài)且像等于G'答案:ABCDE解析:群同態(tài)f:G->G'的定義就是滿足f(ab)=f(a)f(b)對所有a,b∈G(A)。同態(tài)f的核Ker(f)={g∈G|f(g)=e'},其中e'是G'的單位元,由同態(tài)的性質(zhì)易知Ker(f)是G的一個(gè)子群(B)。同態(tài)f的像Im(f)={f(g)|g∈G}是G'的一個(gè)子集,由同態(tài)的性質(zhì)易知Im(f)關(guān)于G'的乘法運(yùn)算是封閉的,因此是G'的一個(gè)子群(C)。單同態(tài)是同態(tài)且滿足f(e_G)=e_{G'},即保持單位元(D)。滿同態(tài)是同態(tài)且像包含G'的所有元素,即Im(f)=G'(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABCDE。9.下列關(guān)于群論基本定理的描述中,正確的有()A.任何有限群G都同構(gòu)于一個(gè)置換群B.任何有限群G都可以表示為多個(gè)互不同構(gòu)的循環(huán)群的直積C.任何有限群G的結(jié)構(gòu)完全由其階及其Sylow子群的信息決定D.任何有限群G都可以表示為其所有Sylowp-子群的直積E.任何有限群G都包含至少一個(gè)正規(guī)子群答案:ACE解析:群論基本定理包含多個(gè)內(nèi)容。凱萊定理指出任何有限群G都同構(gòu)于一個(gè)作用在有限集合上的置換群(A)。有限群結(jié)構(gòu)定理指出任何有限群G都可以表示為其Sylowp-子群的直積(D),但這要求這些Sylow子群是兩兩共軛且彼此中心互素的,一般情況不成立。有限群的結(jié)構(gòu)由其階及其Sylow子群的信息(階、個(gè)數(shù)、共軛類等)決定(C),但這并不意味著可以簡單地表示為直積(D的條件一般不滿足)。任何有限群都包含至少一個(gè)正規(guī)子群,即平凡子群{e}和群自身G(E)。因此,正確選項(xiàng)為ACE。10.下列關(guān)于阿貝爾群的描述中,正確的有()A.阿貝爾群就是交換群B.阿貝爾群的每個(gè)子群都是正規(guī)子群C.阿貝爾群的每個(gè)子群都同構(gòu)于某個(gè)整數(shù)加法群Z/nZ的子群D.阿貝爾群的階為n時(shí),它必定包含n階子群E.阿貝爾群的中心等于群自身答案:ABD解析:阿貝爾群就是交換群,即群中所有元素對乘法都滿足交換律(A)。阿貝爾群的每個(gè)子群都是正規(guī)子群,因?yàn)閷τ谌我鈇∈G,b∈H,ab=ba,所以abhab^(-1)=baba^(-1)=bbb^(-1)=e∈H,因此bH=Hb,H是正規(guī)子群(B)。阿貝爾群的子群不一定同構(gòu)于整數(shù)加法群Z/nZ的子群,例如Z/nZ本身是阿貝爾群,但其子群可能不循環(huán),無法與Z/nZ的子群同構(gòu)(C)。根據(jù)阿貝爾群的階為n時(shí),它包含n階子群的標(biāo)準(zhǔn),例如,n階循環(huán)群Z/nZ本身就是n階子群(D)。阿貝爾群的中心Z(G)={g∈G|gx=xg對所有x∈G}=G,因?yàn)閷τ谌我鈍,x∈G,gx=xg,因此所有元素都與所有其他元素可換(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABD。11.下列關(guān)于循環(huán)群的描述中,正確的有()A.循環(huán)群是阿貝爾群B.循環(huán)群必定有生成元C.任何有限群都同構(gòu)于某個(gè)循環(huán)群D.無限循環(huán)群的同構(gòu)類唯一E.循環(huán)群的子群都是循環(huán)群答案:ABDE解析:循環(huán)群中所有元素對乘法都滿足交換律,因此是阿貝爾群(A)。循環(huán)群的定義就是存在一個(gè)生成元,使得所有元素都是該生成元的冪(B)。任何有限群都同構(gòu)于某個(gè)循環(huán)群是有限群結(jié)構(gòu)定理的內(nèi)容(C)。無限循環(huán)群都同構(gòu)于整數(shù)加法群Z,因此同構(gòu)類唯一(D)。循環(huán)群的子群都是循環(huán)群(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABDE。12.下列關(guān)于正規(guī)子群的描述中,正確的有()A.正規(guī)子群是子群B.正規(guī)子群對左陪集運(yùn)算封閉C.正規(guī)子群對右陪集運(yùn)算封閉D.正規(guī)子群對商群運(yùn)算是封閉的E.G/N是阿貝爾群當(dāng)且僅當(dāng)N是G的正規(guī)子群答案:ABCD解析:正規(guī)子群首先是G的子群(A)。根據(jù)正規(guī)子群的定義,對于任意g∈G和N的任意陪集gN,存在h∈G使得gN=hN,即gNh^(-1)∈N,這意味著正規(guī)子群對左陪集運(yùn)算封閉(B)。同樣,gN=Nh'對任意h'∈G也成立,即正規(guī)子群對右陪集運(yùn)算也封閉(C)。因此,商群G/N的乘法運(yùn)算是gN*hN=(gh)N,由于正規(guī)子群對左右陪集都封閉,這等于Nh'N,是G/N中的元素,因此正規(guī)子群對商群運(yùn)算是封閉的(D)。G/N是阿貝爾群意味著(gN)(hN)=(hN)(gN),即ghN=hgN,即ghg^(-1)h^(-1)∈N,這當(dāng)且僅當(dāng)gh=hg,但這對于所有g(shù),h∈G并不一定成立,除非G本身是阿貝爾群。例如,四元數(shù)群Q8的中心Z(Q8)={e,-e}是正規(guī)子群,但Q8不是阿貝爾群,G/Z(Q8)同構(gòu)于V_4是阿貝爾群。因此選項(xiàng)E錯(cuò)誤。因此,正確選項(xiàng)為ABCD。13.下列關(guān)于商群的描述中,正確的有()A.商群G/N的元素是G的陪集B.商群G/N的乘法定義為gN*hN=(gh)NC.商群G/N的單位元是ND.商群G/N的逆元gN的逆元是g^(-1)NE.若G是阿貝爾群,則G/N也是阿貝爾群答案:ABCD解析:商群G/N的定義就是G的所有陪集的集合,因此其元素是G的陪集(A)。商群G/N的乘法定義為任意兩個(gè)陪集gN和hN的乘積是(gh)N(B)。商群G/N的單位元是包含單位元e的陪集Ne,通常簡記為N(C)。商群G/N中g(shù)N的逆元是(gN)^(-1)=(g^(-1))N,即g^(-1)N(D)。若G是阿貝爾群,則對于任意g,h∈G,gh=hg,因此對于任意gN,hN∈G/N,(gN)(hN)=(gh)N=(hg)N=(hN)(gN),所以G/N也是阿貝爾群(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABCDE。14.下列關(guān)于直積群的描述中,正確的有()A.直積群G×G'的元素是G和G'的元素對的集合B.直積群G×G'的乘法運(yùn)算是component-wise乘法C.直積群G×G'的單位元是(e_G,e_{G'}),其中e_G和e_{G'}分別是G和G'的單位元D.直積群G×G'的逆元(g,g')的逆元是(g^(-1),g'^(-1))E.若G和G'是阿貝爾群,則G×G'也是阿貝爾群答案:ABCDE解析:群G和G'的直積G×G'的元素是所有形如(g,g')的元素對的集合,其中g(shù)∈G,g'∈G'(A)。直積群G×G'的乘法定義為(g_1,g_2)*(h_1,h_2)=(g_1h_1,g_2h_2),即component-wise乘法(B)。直積群G×G'的單位元是(e_G,e_{G'}),因?yàn)閷τ谌我?g,g')∈G×G',(g,g')*(e_G,e_{G'})=(ge_G,gg')=(g,g')(C)。直積群G×G'中(g,g')的逆元是(g^(-1),g'^(-1)),因?yàn)?g,g')*(g^(-1),g'^(-1))=(gg^(-1),gg'^(-1))=(e_G,e_{G'})(D)。若G和G'是阿貝爾群,則對于任意(g_1,g_2),(h_1,h_2)∈G×G',(g_1,g_2)*(h_1,h_2)=(g_1h_1,g_2h_2)=(h_1g_1,h_2g_2)=(h_1,h_2)*(g_1,g_2),因此G×G'也是阿貝爾群(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABCDE。15.下列關(guān)于S_n的描述中,正確的有()A.S_n是n階全排列的集合B.S_n關(guān)于排列的復(fù)合運(yùn)算是封閉的C.S_n關(guān)于排列的復(fù)合運(yùn)算滿足結(jié)合律D.S_n中每個(gè)排列的逆元也在S_n中E.S_n的階是n!答案:ABCDE解析:S_n是n個(gè)元素的集合的所有排列的集合(A)。排列的復(fù)合運(yùn)算滿足結(jié)合律,因此S_n關(guān)于排列的復(fù)合運(yùn)算是封閉的,構(gòu)成一個(gè)群(B,C)。S_n中每個(gè)排列a的逆元a^(-1)也是一個(gè)排列,因此也在S_n中(D)。S_n中包含n!個(gè)不同的排列,因此其階是n!(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABCDE。16.下列關(guān)于Sylow定理的描述中,正確的有()A.Sylow定理只適用于有限群B.Sylowp-子群是指階為p^k的子群,其中p是素?cái)?shù),k是非負(fù)整數(shù)C.Sylowp-子群是存在的D.任何有限群都至少包含一個(gè)Sylowp-子群E.不同Sylowp-子群是共軛的答案:ABCDE解析:Sylow定理是有限群論中的一個(gè)重要定理,只適用于有限群(A)。Sylowp-子群是指階為p^k的子群,其中p是素?cái)?shù),k是最大的非負(fù)整數(shù)使得p^k整除群階n,k≥1(B)。Sylow定理斷言Sylowp-子群是存在的(C),并且Sylowp-子群的個(gè)數(shù)n_p滿足n_p≡1(modp)且n_p整除n(D)。根據(jù)Sylow定理的證明,任何兩個(gè)Sylowp-子群是共軛的(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABCDE。17.下列關(guān)于群同態(tài)的描述中,正確的有()A.群同態(tài)f:G->G'滿足f(ab)=f(a)f(b)對所有a,b∈GB.群同態(tài)f:G->G'的核Ker(f)是G的一個(gè)子群C.群同態(tài)f:G->G'的像Im(f)是G'的一個(gè)子群D.單同態(tài)是同態(tài)且保持單位元E.滿同態(tài)是同態(tài)且像等于G'答案:ABCDE解析:群同態(tài)f:G->G'的定義就是滿足f(ab)=f(a)f(b)對所有a,b∈G(A)。同態(tài)f的核Ker(f)={g∈G|f(g)=e'},其中e'是G'的單位元,由同態(tài)的性質(zhì)易知Ker(f)是G的一個(gè)子群(B)。同態(tài)f的像Im(f)={f(g)|g∈G}是G'的一個(gè)子集,由同態(tài)的性質(zhì)易知Im(f)關(guān)于G'的乘法運(yùn)算是封閉的,因此是G'的一個(gè)子群(C)。單同態(tài)是同態(tài)且滿足f(e_G)=e_{G'},即保持單位元(D)。滿同態(tài)是同態(tài)且像包含G'的所有元素,即Im(f)=G'(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABCDE。18.下列關(guān)于群論基本定理的描述中,正確的有()A.任何有限群G都同構(gòu)于一個(gè)置換群B.任何有限群G都可以表示為多個(gè)互不同構(gòu)的循環(huán)群的直積C.任何有限群G的結(jié)構(gòu)完全由其階及其Sylow子群的信息決定D.任何有限群G都可以表示為其所有Sylowp-子群的直積E.任何有限群G都包含至少一個(gè)正規(guī)子群答案:ACE解析:群論基本定理包含多個(gè)內(nèi)容。凱萊定理指出任何有限群G都同構(gòu)于一個(gè)作用在有限集合上的置換群(A)。有限群結(jié)構(gòu)定理指出任何有限群G都可以表示為其Sylowp-子群的直積(D),但這要求這些Sylow子群是兩兩共軛且彼此中心互素的,一般情況不成立。有限群的結(jié)構(gòu)由其階及其Sylow子群的信息(階、個(gè)數(shù)、共軛類等)決定(C),但這并不意味著可以簡單地表示為直積(D的條件一般不滿足)。任何有限群都包含至少一個(gè)正規(guī)子群,即平凡子群{e}和群自身G(E)。因此,正確選項(xiàng)為ACE。19.下列關(guān)于阿貝爾群的描述中,正確的有()A.阿貝爾群就是交換群B.阿貝爾群的每個(gè)子群都是正規(guī)子群C.阿貝爾群的每個(gè)子群都同構(gòu)于某個(gè)整數(shù)加法群Z/nZ的子群D.阿貝爾群的階為n時(shí),它必定包含n階子群E.阿貝爾群的中心等于群自身答案:ABD解析:阿貝爾群就是交換群,即群中所有元素對乘法都滿足交換律(A)。阿貝爾群的每個(gè)子群都是正規(guī)子群,因?yàn)閷τ谌我鈇∈G,b∈H,ab=ba,所以abhab^(-1)=baba^(-1)=bbb^(-1)=e∈H,因此bH=Hb,H是正規(guī)子群(B)。阿貝爾群的子群不一定同構(gòu)于整數(shù)加法群Z/nZ的子群,例如Z/nZ本身是阿貝爾群,但其子群可能不循環(huán),無法與Z/nZ的子群同構(gòu)(C)。根據(jù)阿貝爾群的階為n時(shí),它包含n階子群的標(biāo)準(zhǔn),例如,n階循環(huán)群Z/nZ本身就是n階子群(D)。阿貝爾群的中心Z(G)={g∈G|gx=xg對所有x∈G}=G,因?yàn)閷τ谌我鈍,x∈G,gx=xg,因此所有元素都與所有其他元素可換(E)。因此,正確選項(xiàng)為ABD。20.下列關(guān)于置換群的描述中,正確的有()A.置換群都是阿貝爾群B.S_n是n階置換群C.任何有限群都同構(gòu)于某個(gè)置換群D.置換群的中心總是非平凡的E.對稱群S_n的階是n!答案:BCE解析:置換群不一定是阿貝爾群,例如S_3不是阿貝爾群(A)。S_n是n個(gè)元素的集合的所有排列組成的群,因此是n階置換群(B)。凱萊定理指出任何有限群G都同構(gòu)于一個(gè)作用在有限集合上的置換群(C)。置換群的中心可能是平凡的,例如S_3的中心是{e}(D)。對稱群S_n是n個(gè)元素的集合的所有排列組成的群,其階是n!(E)。因此,正確選項(xiàng)為BCE。三、判斷題1.在群G中,單位元的逆元仍然是單位元()答案:正確解析:根據(jù)單位元的定義,e是群G的單位元,意味著對于任意a∈G,都有ea=ae=a。根據(jù)逆元的定義,存在a^(-1)∈G,使得aa^(-1)=a^(-1)a=e。將a=e代入上式,得到ee^(-1)=e^(-1)e=e,因此e^(-1)=e。所以單位元的逆元仍然是單位元。2.任何有限群的階都必定整除該群的子群的階()答案:正確解析:根據(jù)拉格朗日定理,有限群G的任何子群H的階都必定整除G的階。3.交換群的每個(gè)子群都是正規(guī)子群()答案:正確解析:在交換群中,對于任意g∈G和任意a∈H,都有g(shù)a=ag,因此gaH=Hg,即H是正規(guī)子群。4.循環(huán)群的子群仍然是循環(huán)群()答案:正確解析:循環(huán)群的子群仍然是循環(huán)群。若G是由生成元g生成的循環(huán)群,則G的子群H必定由g的某個(gè)冪生成,因此H也是循環(huán)群。5.任何群都存在一個(gè)正規(guī)子群()答案:正確解析:任何群都至少包含兩個(gè)正規(guī)子群,即平凡子群{e}和群自身G。6.兩個(gè)同階的循環(huán)群必定同構(gòu)()答案:正確解析:所有n階循環(huán)群都同構(gòu)于整數(shù)加法群Z/nZ,因此同階的循環(huán)群必定同構(gòu)。7.若G是阿貝爾群,且H

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