その前に・・・
同値類$\displaystyle{\sim}$を
$\displaystyle{a \sim b \Leftrightarrow ab^{-1} \in \mathbb{H}}$
と定義しましたが、
$\displaystyle{a \sim b \Leftrightarrow b^{-1}a \in \mathbb{H}}$
と定義することもあります(違いは、元aとbを交換しただけです)。
$\displaystyle{b^{-1}a \in \mathbb{H}}$のとき、
$\displaystyle{a,b}$は$\displaystyle{\mathbb{H}}$に関して左合同であると言います。
この左合同という同値関係によって作られた商集合のことを左剰余類と言います。
同様にして、
$\displaystyle{ab^{-1} \in \mathbb{H}}$のとき、
$\displaystyle{a,b}$は$\displaystyle{\mathbb{H}}$に関して右合同であると言います。
この右合同という同値関係によって作られた商集合のことを右剰余類と言います。
(注:“商集合”というのは、同値類を全て集めた集合のことです!!)
一般的に右剰余類と左剰余類は同じとは限りませんが(後で例を挙げます)、
もし
右剰余類=左剰余類
のとき、単に剰余類と呼ばれます。
正規部分群
それでは、部分群$\displaystyle{\mathbb{H}}$として、
“正規部分群”をもっていきましょう。
ところで、前回も紹介したように
正規部分群というのは任意の$\displaystyle{\mathbb{G}}$の元$\displaystyle{g}$に関して、
$\displaystyle{g\mathbb{H}=\mathbb{H}g}$
が成り立つような部分群$\displaystyle{\mathbb{H}}$のことでした。
これは!!!!
見て分かる通り、右剰余群と左剰余群が一致します。
例えば、三角形の回転の例では
$\displaystyle{\mathbb{H}=\{e,r,l\}}$
が正規部分群でした。
念のために
$\displaystyle{e\mathbb{H}=\{e,r,l\}}$
$\displaystyle{r\mathbb{H}=\{r,l,e\}}$
$\displaystyle{l\mathbb{H}=\{l,e,r\}}$
$\displaystyle{a\mathbb{H}=\{a,c,b\}}$
$\displaystyle{b\mathbb{H}=\{b,a,c\}}$
$\displaystyle{c\mathbb{H}=\{c,b,a\}}$
$\displaystyle{\mathbb{H}e=\{a,b,c\}}$
$\displaystyle{\mathbb{H}r=\{c,a,b\}}$
$\displaystyle{\mathbb{H}l=\{b,c,a\}}$
$\displaystyle{\mathbb{H}a=\{e,r,l\}}$
$\displaystyle{\mathbb{H}b=\{l,e,r\}}$
$\displaystyle{\mathbb{H}c=\{r,l,e\}}$
なので、左剰余類とも右剰余類とも
$\displaystyle{\{\{e,r,l\},\{a,b,c\}\}}$
となります。
このように、左剰余類と右剰余類が一致するとき、ただ単に剰余類といいます。