有限群的Cauchy定理
若質數p整除有限群G的階,則G含有一個exact order為p的元素。
mko-cauchy-theorem-finite-groups · theorem · v0.10.0
數學敘述
G須由完整Cayley table認證為有限群,p須為質數且p整除|G|。結論是存在g使g^p=e且對每個1≤k<p皆有g^k≠e,故ord(g)=p。本輪完整有限枚舉只為指定model產生element-order witness,不取代一般定理證明;不得外推為每個合數d整除|G|就必有order-d元素。
代表公式(精確 TeX)
o(g)=p
成立條件
- 正向題族使用完整、封閉且通過結合律、單位元與逆元核對的有限Cayley table。
- 元素階以從1起的最小正整數冪回到identity定義,並完整核對所有較小正冪。
符號作用域
o— 元素階g— 有限群元素p— 群階的質因數
直觀、定義與常見誤解
定理的量詞是每個prime divisor都至少有一個order-p witness。
order-p證書同時要求p次冪回到identity及所有較小正冪不回到identity。
finite table exhaustion只證給定群;一般Cauchy定理仍是定理層責任。
只找到g^p=e卻未排除較小階,或把prime divisor結論錯推到任意composite divisor。
已採用的推導導讀
prime因子的exact-order witnesses原始 MKO 保留;導讀有自己的追加式修訂與驗證界線,不代表新 Lean 證明。
前置知識
- 有限群的Lagrange定理 — 元素生成的循環子群階整除群階。
- 自然數質數 — p的質數資格。
- 有限群 — 完整群運算。
- 有限群作用 — 一般證明可使用群作用與軌道計數。
驗證界線
本輪不以有限模型取代一般證明,也不聲稱每個合數因子都是某元素的階。
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這不表示內容錯誤;只表示尚未登錄可重播的計算或形式證據。
下一個義務
加入Sylow定理與有限群結構推論。
同源結構化資料
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