زیرگروه نرمال:
فرض کنید
یک گروه است و
. هرگاه برای هر
داشته باشیم
، گوییم
نرمال در
است و آنرا با نماد
نمایش می دهیم.
همچنین زیر مجموعه
از
را با نماد
نمایش می دهیم ، بنا به تعریف
نرمال در
است ، اگر و فقط اگر
قضیه:
اگر
، آنگاه گزاره های زیر هم ارزند :
1 .
2 .
3 .
اثبات:
:
فرض می کنیم
. کافیست نشان دهیم :
چون
، پس رابطه
برقرار است. کافیست نشان دهیم :
اما برای هر
داریم:
بنابراین
که
است. لذا
، یعنی
بنابراین :
:
فرض میکنیم برای هر
، شرط
برقرار است .آنگاه
:
فرض می کنیم برای هر
داریم
.ثابت میکنیم
:
کافیست نشان دهیم :
اما چون
، لذا برای هر
، عنصری مانند
وجود دارد که
.بنابراین :
قضیه:
اگر
یک گروه و
و همچنین
باشد ، آنگاه
.
اثبات:
چون
، بنابراین برای هر
داریم :
رابطه اخیر که آن را * نامگذاری می کنیم، نتیجه میدهد
یا
.
اگر
،آنگاه :
در این حالت طبق قضیه قبل
خواهد شد.
اگر
آنگاه نشان میدهیم
:
ابتدا نشان میدهیم
:
بدیهی است
. این رابطه از رابطه * قابل دسترسی است.
همچنین
. زیرا برای هر
بدیهی است
. زیرا اگر
، با توجه به اینکه
است ، خواهیم داشت :
که این تناقض است.
بنابراین طبق رابطه *
.یعنی
لذا
خواهد شد .
مشابهاً
. پس
.یعنی
.
نکته :
1 . اگر
یک گروه باشد ، آنگاه
.
2 . اگر
گروه جابجایی باشد و
زیرگروه دلخواه آن باشد ، آنگاه
3 . نرمال بودن دارای خاصیت تعدی نیست.
4 . فرض کنید
یک گروه و
زیرگروه آن باشد . همچنین فرض کنید
و
عناصر دلخواه گروه
باشند ، آنگاه
اگر و فقط اگر
.
5 . هرگاه
آنگاه
.
اگر
که
یک عدد اول است ، باشد ، آنگاه تمام زیرگروه های
نرمال هستند.
زیرگروه ماکسیمال:
زیرگروه نرمال
از گروه
را زیرگروه نرمال ماکسیمال
می نامند . اگر
و زیرگروه نرمال محض از
، مانند
یافت نشود ، به طوریکه
.
تذکر:
1 . برای اثبات ماکسیمال بودن یک زیرگروه ، فرض می کنیم
و ثابت می کنیم
2 . زیر گروه نرمال ماکسیمال ، در هر گروه ، منحصر بفرد نمی باشد .