Bourbaki marks this one as harder than the rest.
设E为E中Em的集合和f映射;我们写
f(x1,x2,…,xm)=x1x2…xm;
假设f满足以下条件:
(1)
(x1x2…xm)xm+1…x2m−1=x1(x2x3…xm+1)xm+2…x2m−1 相同; (2) 对于所有
a1,a2,…,am−1、映射
x↦xa1a2…am−1
x↦a1a2…am−1x
是 E 到 E 的双射。
(a) 证明同样
(x1x2…xm)xm+1…x2m−1=x1x2…xi(xi+1…xi+m)xi+m+1…x2m−1
对于每个指标i使得1≤i≤m−1(通过i上的归纳论证,通过考虑元素
((x1x2…xm)xm+1…x2m−1)a1a2…am−1).
(b) 对于所有a1,a2,…,am−2,存在u∈E,使得对于所有x
x=xa1a2…am−2u=ua1a2…am−2x.
(c) 在集合 Ek of 序列 (u1,u2,…,uk) of k 元素 of E (1≤k≤m−1)考虑等价关系Rk,其中规定:对于所有x1,x2,…,xm−k,u1u2…ukx1x2…xm−k=v1v2…vkx1x2…xm−k;让Ek表示商集Ek/Rk和E1=E,E2,…,Em−1的G和集合(集合理论,II, § 4, no. 8)。令 α∈Ei,β∈Ej;如果(u1,u2,…,ui)是类α中的序列,类β中的(v1,…,vj)序列,则考虑序列
(u1,u2,…,ui,v1,…,vj) 在
Ei+j 如果
i+j<m, 序列
(u1,u2,…,ui+j−m,(ui+j−m+1…uiv1v2…vj)) 在
Ei+j−m+1 如果
i+j≥m;表明
Ei+j 中的序列(或
Ei+j−m+1)中的类仅取决于类、
α和
β;它由
α.β表示。证明群运算是在
G上定义的,
H=Em−1是
G的正规子群,商群
G/H是阶
m−1的循环;最后证明
E与类(mod.
H)相同,其中生成
G/H,并且
x1x2…xm只是合成,在群
G,序列
(x1,x2,…,xm)。