弱s-置换嵌入子群对p-幂零群的影响
2023-02-22
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第28卷第3期 广西师范大学学报:自然科学版 Vo1.28 No.3 2010年9月 Journal of Guangxi Normal University:Natural Science Edition Sept.2010 弱 一置换嵌入子群对P一幂零群的影响 李长稳 ,於道。 (1.徐州师范大学数学科学学院,江苏徐州221116;2.淮海工学院理学院,江苏连云港222001) 摘要:称群G的一个子群H在G中弱s一置换嵌入的,如果存在G的一个次正规子群丁和包含在H中的G 的一个s一置换嵌入子群Ⅳ ,使得G=HT且Hn 71≤H 。利用弱 一置换嵌入子群的性质给出了P一幂零群的 一些新刻画。 关键词:弱s一置换嵌入;户一幂零;Sylow P一子群 中图分类号:0152 文献标识码:A 文章编号:1001—6600(201O)03—0029—04 群G的一个子群H称为在G中 一置换的,如果 与G的每个Sylow子群可换。称群G的子群 在 G中s一置换嵌入的[1],如果对于IH I的每个素因子P,H的Sylow户一子群也是G的某个s一置换子群的Sy— low 一子群。显然, 一置换嵌入是 一置换的推广。1996年,王燕鸣教授引入了f一正规子群的概念L2]。群G的 一个子群H称为在G中c一正规的,如果存在G的一个正规子群K,使得G—HK且HnK≤日c,其中Hc 是包含在日中的G的最大正规子群。2007年,Skiba给出了弱 一置换子群的概念[3]。称群G的一个子群 H在G中弱s一置换的,如果存在G的一个次正规子群K,使得G一日K且HnK≤H ,其中H 是包含在 日中的G的最大s一置换子群。2009年,李样明教授又将s一置换嵌入子群,c一正规子群以及弱s一置换子群定 义统一推广为弱s一置换嵌入子群,从而统一了近年来人们在超可解方面的一些重要成果L4]。本文在文献 [4]的基础上继续作一些工作,得到P一幂零群的一些新刻画。 1 预备知识 定义1L4]称群G的一个子群H在G中弱s一置换嵌入的,如果存在G的一个次正规子群丁和包含在 日中的G的一个s一置换嵌入子群H ,使得G—H丁且Hn丁≤H 。 引理1[4]设H≤G,H在G中弱 一置换嵌入,①若H≤L≤G,则H在L中弱s一置换嵌入;②若Ⅳq G且Ⅳ≤H≤G,则H/N在G/N中弱 一置换嵌入;⑧若H为G的 一子群,Ⅳ为G的正规lrt_子群,则 HⅣ/Ⅳ在G/Ⅳ中弱s一置换嵌入。 引理2[5]设G是一个与A 无关的有限群,P是lG I的最小素因子,H是G的一个正规子群使得G/ H是P一幂零的,如果日的Sylow P一子群尸满足P。不整除l P l,则G是P一幂零群。 引理3[ ]设H在G中s一置换,P是H的一个Sylow 一子群,其中P是一个素数,如果HG一1,则P 在G中s~置换。 引理4[7] 设尸是G的一个P一子群,如果P在G中 一置换,则0 (G)≤N (P)。 引理5设G为有限群,P为lG I的素因子,P为G的Sylow P一子群,如果P交换且Nc(P)为声一幂零 群,则G是声一幂零群。 证明 因为No(P)为P一幂零群,所以NG(P)一P×H,其中H是NG(P)的正规 一补。又尸是交换群 且[P,H]一1,故CG(P)一NG(P),因此G是P一幂零群。 收稿日期:2010—04—25 基金项目:国家自然科学基金资助项目(10771180);徐州师范大学科研基金资助项目(09XI BO1) 通讯联系人:於道(1968一),男,江苏淮安人,淮海工学院副教授,博士。E—mail:propertyl111@yahoo.tom.cn 30 广西师范大学学报:自然科学版 第28卷 2主要结果 定理1设G是一个与A 无关的有限群,P为IGl的最小素因子,H<G使得G/H是声一幂零的,如果 H的Sylow户一子群P的每个2一极大子群在G中弱s一置换嵌入,则G是声一幂零群。 证明 假设定理不成立,G为极小阶反例 ①由引理2,JP}≥户。,这说明尸的任意2一极大子群 ≠1。 ②()户,(G)一1。如果0 (G)≠l,由引理1容易证明G/Op,(G)满足定理的条件。由G的选择知G/O∥ (G)为户一幂零的,从而G为 一幂零的,矛盾。 ③H—G。由引理1,H的Sylow 一子群P的每个2一极大子群在G中弱s一置换嵌入。如果H<G,则 H为P一幂零的。由②知H:P。由G/P为 一幂零群,可设K/P是G/P的正规P一补。由Schur—Zassenhaus 定理,存在K的Hall户 一子群K 使得K—PK 。由引理1,K的Sylow P一子群P的每个2一极大子群在K 中弱 一置换嵌入。由G的选取知K为P一幂零的,又K的正规p一补K 也为G的正规 一补,故G为户一幂零 的,矛盾。 ④G有唯一的极小正规子群Ⅳ使得G/N是户一幂零的且 (G)一1。设Ⅳ为G的一个极小正规子群, 考虑商群G/N,因为P是G的Sylow P一子群,则尸Ⅳ/N是G/Ⅳ的Sylow P一子群。如果lPⅣ/ⅣI≤ 。,由 引理2,G/N是P一幂零的。所以可设IPⅣ/Ⅳl≥户。。设 /Ⅳ是PⅣ/Ⅳ的任一2一极大子群,则M。=M2fl PN=(M2nP)Ⅳ。设P2一 nP。因为P。一lPⅣ/Ⅳ:M2/ⅣI:IPⅣ:(MznP)NI—fP:M2nP J—lP: P。I,所以P。是P的2一极大子群。由定理假设,P。在G中弱s一置换嵌入,于是存在G的一个次正规子群丁 和包含在P。中的G的一个 一置换嵌入子群(P。) ,使得G=P。T且P。n ≤(P2) 。易见G/N=P N/N・ /Ⅳ且 Ⅳ/N是G/Ⅳ的次正规子群。由于P。nⅣ一PnM。flⅣ一PnN是Ⅳ的Sylow 一子群,故 (JⅣ:PznⅣJ,JⅣ:丁nⅣ1)===1,这样(P。nⅣ)(丁nⅣ):Ⅳ一ⅣnG=NflP。T。由文献E4]中引理2.7知 P2N/Nn丁Ⅳ/Ⅳ一(P2Ⅳn 71Ⅳ)/N=(P2n )Ⅳ/N≤(P2) Ⅳ/Ⅳ。由文献[1]中引理1知(P2) Ⅳ/Ⅳ在 G/Ⅳ中s一置换嵌入。因此 /Ⅳ在G/Ⅳ中弱s一置换嵌入,从而G/Ⅳ满足定理的假设。由G的极小选择 知G/N是户一幂零群。由于 一幂零群系是饱和群系,从而Ⅳ的唯一性及 (G)=l是显然的。 ⑤0p(G)一1。如果0p(G)≠1,则由④知Ⅳ≤0p(G)且存在G的一个极大子群 ,使得G=NM且 nⅣ=1。由于0p(G)nM<G,故0p(G)n 一1,从而N=Op(G)。显然P一尸FINM=N(Pn )。因为 PnM<P,所以存在尸的一个极大子群P 使得Pn ≤P ,从而P=NP 。取P的一个2一极大子群P。, 使得P。<P 。由定理假设,P。在G中弱s一置换嵌入。于是存在G的一个次正规子群丁和包含在P。中的 G的一个s一置换嵌入子群 。) ,使得G=P T且尸。n ≤(P。) 。既然(P ) 在G中 一置换嵌入,则存在G 的一个 一置换子群K,使得(P ) 为 的Sylow户一子群。若K_G≠1,则Ⅳ≤KG≤K,从而Ⅳ≤(P。) ≤P ≤ P ,于是P一ⅣP 一P ,矛盾。若KG==:1,则由弓1理3,(P。) 在G中 一置换,故(Pz) qG。由引理4,()户 (G)≤NG((P。) )。由文献[8]中推论1.10.17知P n丁≤(P2) ≤0 (G)一Ⅳ。因此(P。) ≤P2FIN≤P1n N。从而(P2) ≤((P2) )。=((P2) ) ‘。’ 一((P2) ) ≤(P1 nⅣ) =P1 n N≤N。故((P2) ) 一1或者 ((P。) ) 一P nN=N。如果((P。) )。一1,则P n 一1,从而丁的Sylow 一子群的阶是P。。由引理2知 是 一幂零的。设Tp,是 的正规 一补,则 也是G的Hall户 一子群。由于 G,故T qG,从而G是 P一幂零的,矛盾。如果((尸2) )。一尸 AN=N,则Ⅳ≤P ,同样有矛盾。 ⑥导出矛盾。如果Ⅳn尸≤ (尸),则由J.Tate定理(文献[9],Ⅳ,4.7),Ⅳ是声一幂零的。设Np,是Ⅳ的 正规 一补,则N char N<G,Np, G,Np,≤0 (G)一1。因此Ⅳ是P一群,N≤()p(G)一1,矛盾。因此存在 P的一个极大子群尸 使得尸==:(NnP)P 。取P的一个2一极大子群P。,使得P <P 。由定理假设,P。在 G中弱s一置换嵌入。于是存在G的一个次正规子群丁和包含在P 中的G的一个s一置换嵌入子群(P。) , 使得G=P。T且P。nT≤(P。)…既然(P。) 在G中s一置换嵌入,则存在G的一个s一置换子群K,使得(尸z) 为K的Sylow户一子群。若KG≠1,则Ⅳ≤KG≤K。于是(P2) nN为Ⅳ的Sylow P一子群。又(P2) nN≤ 第3期 李长稳等:弱 一置换嵌入子群对P一幂零群的影响 P1 nⅣ≤PnⅣ且PnⅣ为Ⅳ的Sylow P一子群,故(P2) n人r—P。nN—PnN,从而P一(ⅣnP)P1一 (P n N)P ===P ,矛盾。若KG一1,则由引理3,(P ) 在G中 一置换,故(P。) <=_]G。由文献[8]中推论 I.10.17知,P n丁≤(P。) ≤O (G)一1。从而T的Sylow P一子群的阶是P。。由引理2知丁是P一幂零的。 又丁q qG,故G是 一幂零的,矛盾。证毕。 推论1 (文献[6]定理3.3)设G是一个与 无关的有限群,P为IG I的最小素因子,如果G的Sylow 一子群P的每个2一极大子群在G中s一置换嵌入,则G是P一幂零群。 推论2(文献[1O]定理3.2)设G是一个与A 无关的有限群,P为lGI的最小素因子,如果G的sy— low P一子群P的每个2一极大子群在G中c一正规,则G是P一幂零群。 定理2设G为有限群,P为lG l的素因子,H是G的正规子群使得G/H为P一幂零群,如果H的Sy— low 一子群P的每个2一极大子群在G中弱s一置换嵌入且Nc(P)为 一幂零的,则G是 一幂零群。 证明 假设定理不成立,G为极小阶反例。 ①0p,(G)一1。 ②若M<G且满足条件P≤ <G,则M为 一幂零群。 显然N肘(P)≤Nc(P),所以N (P)为户一幂零群。由引理1知M的Sylow P一子群P的所有极大子群 在M中弱s一置换嵌入, 满足定理的条件,由G的极小性知 为 一幂零群。 ③H—G。 如果H<G,由②知H为P一幂零的。由①知H—P,从而NG(P)一G为P一幂零群,矛盾。 ④G有唯一的极小正规子群Ⅳ使得G/N是P一幂零的且 (G)一1。类似定理1的证明④。 ⑤下面分两种情况导出矛盾。 情形1: >2。由于G不为户一幂零群,由文献[11]中推论知存在P的非平凡特征子群H,使得Ⅳc (H)不为户一幂零群。又P≤NG(H),若 (H)<G,由②可得Nc(H)为声一幂零群,矛盾。所以有NG(H) 一G。从而0 (G)≠1。再由④知G/O (G)为P一幂零群,因此G为 一可解群。对于任意q∈zr(G)且g≠P, 存在G的一个Sylow q-子群Q满足G =PQ成群(3C献[12]定理6.3.5)。假若G <G,则由断言②知G 为P一幂零群。由文献[13]中定理9.3.1知Q≤cc(op(G))≤0 (G),产生矛盾,所以G=PQ为可解群。设 Ⅳ为G的包含在0 (G)中的极小正规子群,由④知存在G的一个极大子群 ,使得G一Ⅳ 且 nⅣ一 1。容易证得N=O (G)一 (』\,)。显然P—P nⅣM一Ⅳ(P n )。因为P nM<P,所以存在P的一个极 大子群P1使得尸n ≤P1,从而P=NP1,P1一P1 nP—Pl nⅣ(P n )一(P 71 )(尸1 nⅣ),P n 是Ⅳ 的极大子群。如果Pn 一1,则P一Ⅳ,NG(P)一G为P一幂零的,矛盾。以下设Pn ≠1并取PnM极大 子群P。。令P =::P。(P nⅣ),则P。是P 的极大子群,故P。是P的2一极大子群。由定理条件,P。在G中 弱s一置换嵌入,于是存在G的一个次正规子群丁和包含在P。中的G的一个s一置换嵌入子群(P。) ,使得 G—P T且P。nr,≤(P。) 。既然(P。) 在G中 一置换嵌入,则存在G的一个s一置换子群K,使得(P ) 为K 的Sylow 一子群。若KG≠1,则Ⅳ≤KG≤K,从而Ⅳ≤(P2) ≤P2≤P1,于是P===ⅣP =P ,矛盾。若KG一 1,则由引理3,(P。) 在G中s一置换,故(尸2) <]G。由引理4,O (G)≤NG((尸 ) )。由文献[8]中推论 1.10.17知P2 n 71≤(P2) ≤0 (G)一N,因此(P2) ≤P2 n N≤尸 nⅣ,从而(P2) ≤((尸2) )。=== ((P2) )OP(G)P一((P2 se) ≤(P r7Ⅳ)’P===P1 n N≤N。故((P。) )。一1或者((P。) ) :==P n N—N。如果 ((P2) )。一P1 nN=N,则N≤P1,矛盾。如果((P2) ) 一1,贝0 P:n丁一1。由于JG:7'I是P的方幂, r<=_=】 G,故0p(G)≤T。因为Ⅳ是G的唯一极小正规子群,故Ⅳ≤0 (G)≤T,从而Ⅳn尸。≤ nP。一1。由于Ⅳ n P。一NnP 且ⅣnP 是Ⅳ的极大子群,故lN I—P,Aut(Ⅳ)为P一1阶循环群。若口>P,则NQ为户一幂 零群,从而Q≤CG(Ⅳ)一N,矛盾。若q<P,由于M ̄G/N=No(Ⅳ)/CG(Ⅳ)≤Aut(Ⅳ),故 是循环群,Q 也是循环群。从而G是g一幂零群,P G,Nc(P)一G为 一幂零群,矛盾。 情形2:P一2。如果0 (G)≠1,则Ⅳ≤0 (G)。类似情形1的证明可得到1.ⅣI—P。由G/Ⅳ为 幂零 群,可设L/Ⅳ是G/N的正规P一补。由Schur—Zassenhaus定理,存在 的Hall 一子群L 使得L—NL 从而 是户一幂零的。又L的正规 一补 也为G的正规P一补,故G为 一幂零的,矛盾,因此0 (G)==1。如 32 广西师范大学学报:自然科学版 第28卷 果NnP≤ (P),则由J.Tate定理(文献E9],IV,4.7),Ⅳ是p一幂零的。设Ⅳp,是Ⅳ的正规p一补,则Ⅳ char N<G,N G,Ⅳ ≤0 (G)一1。因此Ⅳ是 一群,Ⅳ≤0p(G)一1,矛盾。因此存在P的一个极大子群 P 使得P一(ⅣnP)P 。取P 的一个极大子群P。,由定理假设,P。在G中弱 一置换嵌入。于是存在G的 一个次正规子群丁和包含在P。中的G的一个s一置换嵌入子群(P ) ,使得G=P。T且P。nT≤(P。) 。既 然(P。) 在G中s一置换嵌入,则存在G的一个 一置换子群K,使得(尸。) 为K的Sylow P一子群。若KG≠1, 则Ⅳ≤KG≤K,于是(P2) nN为N的Sylow 一子群。又(P ) nN≤P1nN≤PnN且PnⅣ为Ⅳ的 Sylow声一子群,故(P2) nN=PlnN=PnN,从而P一(ⅣnP)P1一(P1nN)Pl≤P ,矛盾。若KG- ̄-1,则 由引理3,(尸 ) 在G中s一置换,故(P。) G。由文献[8]中推论1.1O.17知,P。nT≤(P2) ≤op(G)一1, 故lPn 71 l≤ 。。由于IG: I是P的方幂, G,故OP(G)≤T。由Ⅳ的唯一性知N ̄OP(G)≤T,从而Ⅳ nP≤丁nP,1.ⅣnP I≤声。。显然P≤No(PnN)<G。由②知No(P F1Ⅳ)是P一幂零群。当然NN(PnⅣ) 是声一幂零群。由引理5,N是户一幂零群,从而G是 一幂零的,矛盾。证毕。 参考文献: [13 BALI ESTER—BOLINCHES A,PEDRAZA—AGUILERA M C.Sufficient conditions for supersolubility of finite grou— ps[J].J Pure and Applied Algebra,1998,127(2):113—118. [23 WANG Yan—ming.c—Normality of groups and its properties[J].J Algebra,1996,180(3):954—965. [3] SKIBA A N.On weakly s,permutable subgroups of finite groups[J].J Algebra,2007,315(1):192—209. [4] LI Yang—ming,QIAO Shou—hong,WANG Yan—ming.On weakly 一permutably embedded subgroups of finite groups [J].Communications in Algebra,2009,37(3):1086—1097. [53 WEI Hua—quan,WANG Yan—ming.On CAS—subgroups of finite groups[J].Israel J Math,2007,159:175—188. [6] LI Yang—ming。WANG Yan—ming.WEI Hua—quan.On P—nilpoteney of finite groups with some subgroups ̄-quasinor— mally embedded[J].Acta Math Hungar,2005,108(4):283—298. [7] LI Yang—ming.WANG Yan-ming.WEI Hua—quart.The influence of 7c—quasinormality of some subgroups of a finite gr— oup[J].Arch Math,2003,81:245—252. [8] GUO Wen—bin.The theory of classes of groups[M].Beijing:Science Press—Kluwer Academic Publishers,2000. [9] HUPPERT B.Endiche gruppen I[M].Berlin:Springer—Verlag,1967. [103 GUO Xiu—yun,SHUM K P.On c—normal subgroups of finite groups[J].Publ Math Debrecen,2001,58(1):85—92. [11] THOMPSON J G.Normal P—complements for finite groups[J].J Algebra,1964,1(1):43—46. [12] GORENSTEIN D.Finite groups[M].New York:Chelsea,1968. [13] ROBINSON D J S.A course in the theory of groups[M].Berlin:Springer—Verlag,1993. Influence of Weakly —permutably Embedded Subgroups on P—nilpotent Groups LI Chang—Well ,YU Qiu。 (1.School of Mathematical Science,Xuzhou Normal University,Xuzhou Jiangsu 221116,China; 2.School of Science,Huaihai Institute of Technology,Lianyuangang Jiangsu 222001,China) Abstract:A subgroup H of a group G is said to be weakly s—permutably embedded in G if there are a sub— normal subgroup T of G and an s—permutably embedded subgroup H of G contained in H such that G— H丁and H n T≤H .By using the property of weakly s—permutably embedded groups,some criterions of P—nilpotency of finite groups are obtained. Key words:weakly s—permutably embedded;P—nilpotent;Sylow P—subgroup (责任编辑黄 勇)