¿Cómo probará que un grupo generado por g es igual a un grupo generado por el inverso de g?

El subgrupo cíclico generado por un elemento [matemático] g [/ matemático] de un grupo [matemático] G [/ matemático] consiste en todas las potencias enteras de [matemático] g [/ matemático] – donde el poder cero se define como el El elemento de identidad de [matemáticas] G [/ matemáticas] y las potencias negativas de [matemáticas] g [/ matemáticas] se definen como las potencias positivas correspondientes de [matemáticas] g ^ {- 1} [/ matemáticas], el inverso de [ matemáticas] g [/ matemáticas]. Pero esto significa que el subgrupo cíclico generado por [math] g ^ {- 1} [/ math] consiste en todos sus poderes enteros positivos, que resultan ser todos los poderes enteros negativos de [math] g [/ math]; el elemento de identidad; y todas las potencias enteras negativas de [math] g ^ {- 1} [/ math], que resultan ser las potencias enteras positivas de [math] g [/ math], que es exactamente el mismo conjunto.

[matemáticas] \ begin {align *}
\ langle g \ rangle & = \ {\, g ^ k \ mid k \ in \ mathbb Z \, \} \\
& = \ {\, (g ^ {- 1}) ^ {- k} \ mid k \ in \ mathbb Z \, \} \\
& = \ {\, (g ^ {- 1}) ^ l \ mid l \ in \ mathbb Z \, \} \\
& = \ langle g ^ {- 1} \ rangle
\ end {align *}
[/matemáticas]

Porque para [math] g \ en G [/ math], debe haber [math] g ^ {- 1} \ en G [/ math] (solo los axiomas del grupo). ¡El grupo generado por [matemáticas] g [/ matemáticas] obviamente incluye [matemáticas] g [/ matemáticas]! El grupo generado por [matemáticas] g ^ {- 1} [/ matemáticas] igualmente obviamente contiene [matemáticas] g ^ {- 1} [/ matemáticas], por lo que contiene [matemáticas] (g ^ {- 1}) ^ { -1} = g [/ matemáticas].

El grupo generado por [math] g [/ math] incluye [math] g ^ {- 1} [/ math], por lo que ya incluye el grupo generado por [math] g ^ {- 1} [/ math]. Del mismo modo, el grupo generado por [math] g ^ {- 1} [/ math] incluye [math] g [/ math], por lo que ya incluye el grupo generado por [math] g [/ math]. Como los dos grupos se incluyen entre sí como subgrupos, deben ser iguales.

Simplemente tenga en cuenta que G es generado por g, ahora g es un elemento de G, por lo que g ^ -1 (inverso de g) existe en G.

Ahora g = (g ^ (- 1)) ^ (- 1) por lo tanto cada elemento tiene la forma (g ^ (- 1)) ^ k.

Por lo tanto, inversa de g genera G ..