Anexo:Grupos finitos de orden bajo

Summary

Este artículo muestra una lista matemática de los grupos finitos de orden bajo, siendo esto con una cardinalidad de hasta 16 elementos, clasificados por isomorfismo de grupos.

Esta lista puede utilizarse para, al trabajar con grupos de orden no muy alto, determinar de qué grupos se trata a partir de sus propiedades y subgrupos.

Terminología

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Se usará, como es habitual, el símbolo ( ) para denotar isomorfismo de grupos. Además se usarán los símbolos:

  •   para el grupo cíclico de orden n (a menudo se utilizan las notaciones  ,   o, expresado como cociente,  . Generalmente estas notaciones se usan más para hablar de los anillos de enteros módulo n [o, en ocasiones, de los p-ádicos]; se favorece por tanto el uso de   para que no haya ambigüedad).
  •   para el grupo diédrico de orden 2n (a veces se utiliza la notación   o  , siendo esta última cada vez menos utilizada).
  •   para el grupo simétrico de grado n, el grupo de las   permutaciones de un conjunto de   elementos, por lo que   tiene orden  .
  •   para el grupo alternante de grado n, el grupo de las   permutaciones pares de   elementos, por lo que   tiene orden  .
  •   para el grupo dicíclico de orden 4n.

La notación   indica el producto directo de los grupos   y  , mientras que la notación   indica el producto directo de un grupo consigo mismo   veces. La notación   indica el producto semidirecto donde   actúa sobre  . Si la acción particular de   sobre   se omite, es que todas las acciones no triviales posibles dan el mismo grupo producto salvo isomorfismo.

Se separan en dos tablas para mayor legibilidad los grupos abelianos de los no abelianos. Se indican los grupos cíclicos, diédricos, simétricos, alternantes y dicíclicos. Se indican también los grupos simples, aunque para los grupos de orden   los grupos simples son exactamente los grupos cíclicos   con   primo. Este patrón se rompe al llegar a  , pues el grupo   es simple pero no cíclico.

Se presenta en cada grupo un grafo que representa sus ciclos. En éste, el elemento neutro está representado por un círculo negro. El orden más pequeño para el cual el grafo no representa unívocamente un grupo es precisamente el orden 16.

En la columna de subgrupos sólo se cuentan los subgrupos propios; es decir, todos menos el grupo trivial y el propio grupo. En los casos donde el grupo posee múltiples subgrupos isomorfos, el número de apariciones se indica entre paréntesis.

Lista de grupos abelianos pequeños

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Los grupos abelianos finitos se clasifican fácilmente: son grupos cíclicos o productos directos de éstos. El teorema chino del resto nos puede ayudar a encontrar los isomorfismos con estos productos directos. Los grupos abelianos finitamente generados también se pueden clasificar. Ver más información en el artículo grupo abeliano.

Orden Grupo Subgrupos propios Propiedades Grafo de los ciclos
1   El grupo trivial.
 
2   Simple, el grupo no trivial más pequeño
 
3   Simple
 
4   Z2
 
  Z2 (3) El grupo acíclico más pequeño
 
5   - Simple
 
6   Z3 , Z2  
 
7   - Simple
 
8   Z4 , Z2  
 
  Z22, Z4 (2), Z2 (3)  
 
  Z22 (7) , Z2 (7) Los elementos, excepto el neutro, se corresponden con los puntos en el plano de Fano, los subgrupos Z2 x Z2 a las líneas.
 
9   Z3  
 
  Z3 (4)  
 
10   Z5 , Z2  
 
11   - Simple
 
12   Z6 , Z4 , Z3 , Z2  
 
  Z6 (3), Z3, Z2 (3), Z22  
 
13   - Simple
 
14   Z7 , Z2  
 
15   Z5 , Z3  
 
16   Z8 , Z4, Z2  
 
  Z2 (15) , Z22 (35) , Z23 (15)  
 
  Z2 (7) , Z4 (4) , Z22 (7) , Z23, Z4 × Z2 (6)  
 
  Z2 (3) , Z4 (2) , Z22, Z8 (2) , Z4 × Z2  
 
  Z2 (3), Z4 (6) , Z22, Z4 × Z2 (3)  
 

Lista de grupos no abelianos pequeños

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Orden Grupo Subgrupos propios Propiedades Grafo de los ciclos
1
2
3
4
5
6   Z3 , Z2 (3) El grupo no abeliano más pequeño
 
7
8   Z4, Z22 (2) , Z2 (5)
 
  Z4 (3), Z2 Grupo de cuatrnions. El más pequeño grupo Hamiltoniano; el grupo más pequeño que demuestra que todos los subgrupos pueden ser normales sin que el grupo sea abeliano;el grupo G más pequeño que demuestra que para un subgrupo normal H el grupo cociente G / H no tiene que ser isomorfo a un subgrupo de G
 
10   Z5 , Z2 (5)
 
12   Z6 , Dih3 (2) , Z22 (3) , Z3 , Z2 (7)
 
  Z22 , Z3 (4) , Z2 (3) Grupo más pequeño que demuestra que un grupo no necesita tener un subgrupo de cada orden que divida al orden del grupo, ya que no tiene ningún subgrupo de orden 6 (Ver el teorema de Lagrange y los teoremas de Sylow)
 
  Z2, Z3, Z4 (3), Z6
 
13
14   Z7, Z2 (7)
 
15
16[1]   Z8, Dih4 (2), Z22 (4), Z4, Z2 (9)
 
  Dih4 (2), Z4 × Z2, Z23 (2), Z22 (11), Z4 (2), Z2 (11)
 
   
 
    Hamiltoniano
 
El grupo quasidiédrico de orden 16   A veces es denotado por  
 
    A veces se le conoce como grupo modular o grupo de Iwasawa de orden 16, aunque no es un buen nombre, pues no es el único grupo modular de orden 16.
 
   
 
   
 
   
 

Biblioteca de grupos pequeños

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Los sistemas computacionales algebraicos de teoría de grupos GAP y Magma contienen la «Biblioteca de grupos pequeños" que proporciona acceso a descripciones de grupos de orden bajo. Se listan los grupos salvo isomorfismo. Actualmente esta librería contiene los siguientes grupos [2]

  • Todos los grupos de orden hasta 2000, excepto los de orden 1024. Son 423.164.062 grupos. Los de orden 1024 no aparecen, sólo contando los 2-grupos de orden 1024 no isomorfos hay 49.487.365.422.
  • Los de un orden libre de cubos hasta el 50.000. Son 395.703 grupos.
  • Los de un orden libre de cuadrados.
  • Los de orden pnpara n hasta 6 y p un número primo.
  • Los de orden p7 para p siendo 3, 5, 7 o 11. Son 907.489 grupos.
  • Los de orden qn×p donde qn divide a 28, 36, 55 o 74 y el número p es un primo arbitrario diferente de q.
  • Aquellos cuyo orden tiene como máximo tres factores primos.

Contiene descripciones explícitas de los grupos disponibles en formato legible por ordenador.

Véase también

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Referencias

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  1. Wild, Marcel (Enero de 2005). «The Groups of Order Sixteen Made Easy» (pdf). En Asociación Matemática Americana, ed. American Mathematical Monthly (en inglés). 
  2. Besche, Hans Ulrich; Eick, Bettina y O'Brien, Eamonn. «The Small Groups library» (en inglés). Consultado el 30 de octubre de 2011. 

Enlaces externos

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«Particular groups». groupprops.subwiki.org (en inglés). Consultado el 30 de octubre de 2011. 

Besche, Hans Ulrich; Eick, Bettina y O'Brien, Eamonn. «The Small Groups library» (en inglés). Consultado el 30 de octubre de 2011. 

Hall, Jr, Marshall; Senior, James K. (1964). Macmillan, ed. The Groups of Order 2n (n ≤ 6) (en inglés). LCCN 64016861, MR 168631. «Un catálogo exhaustivo de los 340 grupos con orden divisor de 64 con tablas detalladas de la definición de relaciones, constantes, y presentaciones de retículo de cada grupo; en el prólogo se cita "De un valor duradero para los interesados en los grupos finitos".» 

  •   Datos: Q1332566