问答题 设(G,*)是14阶可交换群,证明:
【正确答案】[证明]由拉格朗日定理的推论可知,14阶群(G,*)中非幺元的阶数只可能是2、7和14。
   首先证明14阶群(G,*)中的非幺元不可能都是2阶元素。用反证法,如果(G,*)中的非幺元的阶数都是2。若令A={e,a,b,a*b),则(A,*)是(G,*)的4阶子群,但(G,*)是14阶群,不可能有4阶子群,所以14阶群(G,*)中非幺元的阶数不可能都是2。即14阶群(G,*)中必有7阶或14阶元素。
   如果(G,*)中有7阶元素,本题得证。
   如果(G,*)中有14阶元素a,则令b=a2,易知b为7阶元素。由此证得14阶群必有7阶元素。
【答案解析】
【正确答案】由于(G,*)是可交换群,所以
   (a*b)14=a14*b14=(a2)7*(b7)2=e现再证明14是满足上述等式的最小正整数。用反证法,设p是小于14的正整数,且(a*b)p=e;显然,p应能整除14,所以p应为1或2或7。
   如果p=1,于是有a*b=e,这表明a和b是互逆元素,a和b是同阶元素,这和题设矛盾。
   如果p=2,则
   (a*b)2=a2*b2=e*b2=b2≠e这和假设矛盾。
   如果p=7,则
   (a*b)7=a7*b7=a*ab*b7=a≠e这和假设矛盾。
   由此证得a*b为14阶元素。
【答案解析】
【正确答案】由于偶数阶群必有2阶元素a,又由本题(1)的证明结果可知,(G,*)中必有7阶元素b;再由本题(2)的证明结果可知,a*b为14阶元素,所以a*b是(G,*)的生成元,(G,*)是循环群。由此证得14阶可交换群必是循环群。
【答案解析】