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Let $G$ be a group, and let $S$ and $T$ be subsets of $G$. Then
$$
S T={x \in G \mid x=s t \text { for some } s \in S, t \in T} .
$$
If $H$ and $K$ are subgroups of $G$, then we simply call $H K$ the product of $H$ and $K$. The next proposition shows that if $G$ is abelian, then the product of any two subgroups is again a subgroup since the condition of the proposition is satisfied whenever the elements of $H$ and $K$ commute with each other. If the operation of $G$ is denoted additively, then instead of $H K$ we write $H+K$, and refer to the sum of $H$ and $K$.
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Let $G$ be a group, and let $H$ and $K$ be subgroups of $G$. If $h^{-1} k h \in K$ for all $h \in H$ and $k \in K$, then $H K$ is a subgroup of $G$.
Proof. Suppose that $h^{-1} k h \in K$ for all $h \in H$ and $k \in K$. To show that $H K$ is closed, let $g_{1}, g_{2} \in H K$. Then $g_{1}=h_{1} k_{1}$ and $g_{2}=h_{2} k_{2}$ for some $h_{1}, h_{2} \in H$ and $k_{1}, k_{2} \in K$. By our assumption we have $h_{2}^{-1} k_{1} h_{2} \in K$, say $h_{2}^{-1} k_{1} h_{2}=k_{3}$. Thus $k_{1} h_{2}=h_{2} k_{3}$, and so
$$
g_{1} g_{2}=\left(h_{1} k_{1}\right)\left(h_{2} k_{2}\right)=h_{1}\left(k_{1} h_{2}\right) k_{2}=h_{1}\left(h_{2} k_{3}\right) k_{2}=\left(h_{1} h_{2}\right)\left(k_{3} k_{2}\right) .
$$
This shows that $g_{1} g_{2} \in H K$, since $h_{1} h_{2} \in H$ and $k_{3} k_{2} \in K$. Since the identity element belongs to both $H$ and $K$, we have $e=e \cdot e \in H K$. Finally, if $g=h k$ for $h \in H$ and $k \in K$, then
$$
g^{-1}=k^{-1} h^{-1}=\left(h^{-1} h\right) k^{-1} h^{-1}=\left(h^{-1}\right)\left(\left(h^{-1}\right)^{-1} k^{-1} h^{-1}\right) \in H K
$$
since $h^{-1} \in H$ and $k^{-1} \in K$ yields $\left(h^{-1}\right)^{-1} k^{-1} h^{-1} \in K$ by the given condition.
抽象代数代写
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让G成为一个群体,让小号和吨是的子集G. 然后
小号吨=X∈G∣X=s吨 对于一些 s∈小号,吨∈吨.
如果H和到是的子群G,那么我们简单地调用H到的产物H和到. 下一个命题表明,如果G是阿贝尔的,那么任何两个子群的乘积又是一个子群,因为只要满足命题的条件H和到相互通勤。如果操作G表示加法,然后代替H到我们写H+到,并参考总和H和到.
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让G成为一个群体,让H和到是的子群G. 如果H−1到H∈到对全部H∈H和到∈到, 然后H到是一个子群G.
证明。假设H−1到H∈到对全部H∈H和到∈到. 为了表明H到是封闭的,让G1,G2∈H到. 然后G1=H1到1和G2=H2到2对于一些H1,H2∈H和到1,到2∈到. 根据我们的假设,我们有H2−1到1H2∈到, 说H2−1到1H2=到3. 因此到1H2=H2到3, 所以
G1G2=(H1到1)(H2到2)=H1(到1H2)到2=H1(H2到3)到2=(H1H2)(到3到2).
这表明G1G2∈H到, 自从H1H2∈H和到3到2∈到. 由于身份元素属于两者H和到, 我们有和=和⋅和∈H到. 最后,如果G=H到为了H∈H和到∈到, 然后
G−1=到−1H−1=(H−1H)到−1H−1=(H−1)((H−1)−1到−1H−1)∈H到
自从H−1∈H和到−1∈到产量(H−1)−1到−1H−1∈到由给定的条件。
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