О некоторых арифметических применениях к теории симметрических групп
У. М. Пачевab,
Р. А. Доховa,
А. Х. Кодзоковb,
М. С. Нироваb a Северо-Кавказский центр математических исследований (г. Ставрополь)
b Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова (г. Нальчик)
Аннотация:
Работа посвящена некоторым арифметическим применениям к теории симметрических групп. С помощью свойств сравнений и классов вычетов из теории чисел установлено существование в симметрической группе
$S_{n}$ степени
$n$ циклических, абелевых и неабелевых подгрупп соответственно порядков
$k$,
$\varphi(k)$ и
$k \varphi(k)$, где
$k \leq n$,
$\varphi$ – функция Эйлера, т.е. получены представления групп
$\left( \mathbb{Z} / k\mathbb{Z}, + \right)$,
$\left( \mathbb{Z} / k\mathbb{Z} \right)^{*}$ и их произведения через подстановки степени
$k$. При этом изоморфные вложения этих групп строятся, следуя доказательству теоремы Кэли, но наряду с этим используется понятие линейного перестановочного двучлена
$\overline{a} x + \overline{b}$ кольца вычетов
$\mathbb{Z} / k\mathbb{Z}$, где
$\text{НОД}\,\left(a, k\right) = 1$.
Кроме того, результат, относящийся к изоморфному вложению группы
$\left( \mathbb{Z} / k\mathbb{Z} \right)^{*}$ в группу
$S_{k}$ распространяется на знакопеременную группу
$A_{k}$ при нечётных
$k$.
Во второй части работы рассматриваются некоторые применения теории простых чисел к циклическим подгруппам симметрической группы
$S_{n}$. В частности, применяя формулу суммирования Эйлера-Маклорена и оценки для
$k$-го простого числа, получена нижняя оценка для максимального числа простых делителей порядков циклических подгрупп в симметрической группе
$S_{n}$.
Ключевые слова:
симметрическая группа, порядок подгруппы, сравнение по модулю, функция Эйлера, знак подстановки, квадратичные вычеты, перестановочный многочлен, простой делитель порядка циклической подгруппы.
УДК:
511.512 Поступила в редакцию: 21.08.2023
Принята в печать: 11.12.2023
DOI:
10.22405/2226-8383-2023-24-4-252-263