在一定条件下同阶子群的个数对有限群结构的影响

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p-群的计数问题是关于有限p-群各种类型的子群,元素或子集的个数的结果.反过来,由p-群子群的个数条件推出群本身的性质或结构也是p-群计数问题的重要课题.本文就此两个方面展开研究.首先,作者计算出了具有循环极大子群的p-群和(pn,pm)型交换p-群的各阶子群的个数,然后在此基础上确定了各阶非平凡子群个数为p+1的有限p-群的完全分类,进而利用各阶循环子群个数对(pn,pm)型交换p-群进行了刻画.另外,作者还在给定同阶子群个数≤3的条件下,讨论了有限群的性质和结构,给出了完全分类,值得说明的是此讨论没有把讨论的范围仅限于p-群.本文的主要结论如下:定理2.1设G是有循环极大子群的p-群.(1)若G是(Ⅰ)类型群,则sk(G)=1,其中k=0,1,…,n.(2)若G是(Ⅱ),(Ⅲ),或(Ⅵ)类型群,则sk(G)=(?)(3)若G是(Ⅳ),(Ⅴ),或(Ⅶ)类型群,则sk(G)=(?)特别的,对(Ⅳ)类型群,s1(G)=1;对(Ⅴ)类型群,s1(G)=2n-1+1;对(Ⅶ)类型群,s1(G)=2n-2+1.定理2.2设G是有限p-群.若G的各阶非平凡子群的个数为p+1,则G只能为(Ⅱ),(Ⅲ),或(Ⅵ)类型群.注:1、具有循环极大子群的p-群共有七类,分别记为(Ⅰ),(Ⅱ),(Ⅲ),(Ⅳ),(Ⅴ),(Ⅵ),(Ⅶ)类型群,见文献[18].2、N(G)表示有限群G的同阶子群个数的集合.定理3.1设G是(pn,pm)型交换p-群,其中m≤n.则群G的pk阶子群的个数为:定理3.2设G为交换群,且|G|:pn+m,m≤n.若则G是(pn,pm)型交换p-群.定理4.1设G是有限群.N(G)={1}当且仅当G为循环群.定理4.2设G是有限群.若N(G)={1,2},则G不存在.定理4.3设G是有限群,且N(G):{1,3}.(1)如果G为p-群,|G|:pn,n≥2,那么G是Q8,或者是以下两类型群:Ⅰ)(2n-1,2)型交换2-群;Ⅱ)半广义四元数群:G=<a,b>,n≥4,定义关系为:a2n-1=1,b2:1,b-1ab=a1+2n-2.(2)如果G为非p-群,那么Ⅰ)若G的所有Sylow子群都正规,则G是以下三个类型群:(ⅰ)Q8×<a>,2(?)o(a);(ⅱ)P×<u>,2(?)o(u),P为(2n-1,2)型交换2-群;(ⅲ)P×<v>,2(?)o(v),P为半广义四元数群.Ⅱ)若G有非正规的Sylow子群,则G=(P(?)P1)×<u>,P=<a>,P1=<b>,o(a):2n,n≥1,o(b)=3,2(?)o(u),3(?)o(u).推论1设G是有限p-群.若N(G)={1,p+1),则G只能为Q8,(Ⅱ),(Ⅲ)或(Ⅵ)类型群.定理4.4设G是有限群.若N(G)={1,2,3),则G不存在.
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