Доказательство
Пусть и . Докажем, что . Так как и , то последнее равенство можно переписать в равносильном виде , откуда следует . Справедливость последнего равенства следует из коммутативности операции . Доказывается аналогично 1). Пусть . Тогда : , , . Далее по аналогии. Пусть . Докажем, что . Пусть . Тогда . Аналогично доказывается . Дано: , где − нейтральный элемент в . Действуя на все элементы этого равенства функцией , получаем требуемое равенство.■ Следствие. Из доказанной теоремы следует, что если и − группа, то − также группа. Аналогично для колец и полей. Теорема 8. Все бесконечные циклические группы изоморфны между собой. Изоморфны между собой также и все конечные циклические группы данного порядка . Доказательство. Действительно, любая бесконечная циклическая группа с образующим элементом отображается взаимно однозначно на аддитивную группу , если каждому элементу этой группы ставится в соответствие число . Это отображение является изоморфизмом, так как согласно (3) при перемножении степеней элемента показатели складываются. Если рассматривается конечная циклическая группа порядка с образующим элементом , то, рассматривая мультипликативную группу корней −ой степени из единицы и обозначая , изоморфизм строится сопоставлением элементу группы числа . Изоморфность такого отображения следует из следствия к теореме из § 1.■
|