题目
1.证明:群G的任意个子群的交仍是G的一个子群.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查群论中子群的交集仍为子群的证明方法,核心在于验证子群的判定条件。
解题思路:根据子群的判定定理,只需证明交集非空且对任意元素封闭于乘法与取逆元的运算。
关键点:
- 单位元存在:所有子群均包含单位元,故交集非空。
- 运算封闭性:任意两个元素的乘积与逆元仍属于每个子群,从而属于交集。
设群 $G$ 的任意多个子群为 $\{H_i\}_{i \in I}$,其交集为 $H = \bigcap_{i \in I} H_i$。需证明 $H$ 是 $G$ 的子群。
步骤1:验证非空性
每个子群 $H_i$ 均包含 $G$ 的单位元 $e$,因此 $e \in H$,即 $H$ 非空。
步骤2:验证运算封闭性
任取 $x, y \in H$,则 $x, y \in H_i$ 对所有 $i \in I$ 成立。
由于每个 $H_i$ 是子群,故 $x y^{-1} \in H_i$。
因此,$x y^{-1} \in \bigcap_{i \in I} H_i = H$。
结论:$H$ 满足子群的判定条件,故 $H$ 是 $G$ 的子群。