数学联邦政治世界观
超小超大

一般形式 Maschke 定理证明 (2-2)

则 η 是线性的;注意这里必须有 p 不整除 |G| 才能作除法

对固定的h∈G ,当 g∈G 跑遍 G 中元素时, hg 也跑遍 G 中元素,所以 (M5) 式等价于

η(σhz)=h(ηz)+τhz.(M6)

置W:={z+ηz|z∈Z} ,我们断言, W 即为所求的 G– 子模

首先W 是线性映射 z↦z+ηz 的像集,故必为 V 的线性子空间;

对任一ω∈W ,设 ω=zω+ηzω,zω ∈ Z ,则对任一 h∈G ,由 (M6) 可得

hω=h(zω+ηzω)=hzω+h(ηzω)

=τh zω+σh zω+(ησhzω – τh zω)

=σh zω+ησh zω ∈ W,

因此 W 为 G– 子模;

对任一υ∈V=U ⨁ Z ,存在唯一的 uυ ∈ U 和 zυ ∈ Z 使得 υ=uυ+zυ ,于是 υ=uυ+zυ=(uυ – ηzυ)+(ηzυ+zυ),

而 uυ – ηzυ∈U,ηzυ+zυ∈W ,故 V=U+W;

最后取u=z+ηz ∈ U ∩ W ,其中 z ∈ Z ,则由 ηz ∈ U 知 z=u – ηz ∈ U ,故 z∈U∩Z={0} ,这就推出 u=0 ,即 U∩W={0} ;

综上,我们证明了V=U ⨁ W 是 G– 子模的直和

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