Maksymalna podgrupa właściwa grupy multiplikatywnej liczb wymiernych
dodatnich – tak się w języku algebry nazywa obiekt, którego istnienie należy
rozstrzygnąć. Podamy przykład takiej podgrupy. Każda liczba
(wymierna dodatnia) daje się przedstawić w postaci
| (1) |
wykładnik
jest wyznaczony jednoznacznie. Określamy zbiór
zaliczając doń te liczby powyższej postaci, które mają wykładnik
parzysty. Nie wszystkie liczby
się tu znalazły, więc
jest podzbiorem właściwym zbioru
Jest on zamknięty
względem działań mnożenia i dzielenia (tworzy podgrupę grupy
) –
to jasne. Trzeba jeszcze wykazać, że jeżeli
jest podgrupą
grupy
zawierającą
i nie identyczną z
to
Wybierzmy więc i ustalmy dowolny element
Jest to liczba
postaci (1):
przy czym wykładnik
jest nieparzysty. Wszystkie iloczyny
gdzie
należą do
Pisząc
w postaci
(1), z parzystym
mamy
| (2) |
Gdy
przebiega zbiór wszystkich liczb parzystych,
przebiega
zbiór wszystkich liczb nieparzystych. Ponadto każdy ułamek
o liczniku
i mianowniku dodatnim nieparzystym możemy uzyskać jako drugi czynnik
przedstawienia (2), biorąc
To znaczy, że w zbiorze
znajdują się wszystkie liczby wymierne
dodatnie z nieparzystą potęgą dwójki. Liczby z parzystą potęgą dwójki, czyli
elementy zbioru
też się w
znajdują. Zatem, istotnie,
[Nieco ogólniej, można było wziąć dowolne liczby pierwsze
(różne lub nie) i określić
jako zbiór wszystkich ułamków
gdzie
są niepodzielne przez
zaś
wykładnik
jest podzielny przez
; takie ułamki również
tworzą maksymalną podgrupę właściwą (w podanym przykładzie przyjęliśmy
).]