抽象代数与现代数学竞赛试卷
本试卷涵盖抽象代数、热带几何、范畴论、同调代数、泛函分析、代数数论、代数拓扑七个领域,共105道题目(100道选择题,5道填空题),每题2分,总分210分。请在答题前填写个人信息,答题时选择最符合题意的选项或填写正确答案。
1. 考生基本信息
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2. 在有限群G中,若p是|G|的素因子,则G的西罗p-子群的个数满足以下哪个条件
整除p且模p余1
整除|G|/p且模p余1
整除p且模|G|/p余1
整除|G|且模p余1
3. 下列关于函子的陈述中正确的是
协变函子保持态射的复合顺序
反变函子将满态射映为单态射
可表函子一定是左正合函子
遗忘函子总是有右伴随函子
4. 设R是交换环,M是R-模,Ext_R^1(R/I, M)同构于以下哪个选项
Hom_R(I, M)/im(Hom_R(R, M)→Hom_R(I, M))
M/IM
Tor_R^1(R/I, M)
零模
5. 设X是巴拿赫空间,T:X→X是有界线性算子,若T是单射且像空间闭,则下列结论正确的是
T是满射
T^{-1}是有界线性算子
T的谱非空
T是紧算子
6. 数域K的理想类群的阶称为类数,下列陈述错误的是
有理数域Q的类数为1
虚二次域Q(√-d)的类数有限
实二次域的类数一定为1
分圆域Q(ζ_p)的类数与费马大定理证明相关
7. 球面S^n的基本群π_1(S^n)在n≥2时是
平凡群
无限循环群
有限循环群
非交换群
8. 热带半环(R∪{∞},⊕,⊗)中运算⊕和⊗的定义是
a⊕b=min(a,b), a⊗b=a+b
a⊕b=max(a,b), a⊗b=a+b
a⊕b=a+b, a⊗b=min(a,b)
a⊕b=a+b, a⊗b=max(a,b)
9. 下列哪个群一定是阿贝尔群
对称群S_3
四元数群Q_8
循环群的子群
一般线性群GL_n(R)
10. 范畴论中,自然变换η:F→G是指对范畴C中任意态射f:A→B,以下哪个交换图成立
η_A∘F(f)=G(f)∘η_B
F(f)∘η_A=η_B∘G(f)
η_B∘F(f)=G(f)∘η_A
F(f)∘η_B=η_A∘G(f)
11. 同调代数中,正合列0→A→B→C→0中,若A和C是自由R-模,则B是
自由模
投射模
内射模
平坦模
12. 泛函分析中,L^p[0,1](1
L^q[0,1],其中1/p+1/q=1
L^p[0,1]
C[0,1]
L^∞[0,1]
13. 代数数论中,代数整数环O_K的素理想分解具有以下哪个性质
唯一分解性
有限长度
主理想性
无零因子
14. 代数拓扑中,Mayer-Vietoris序列联系了空间X与其两个开覆盖U、V的哪种同调群
上同调群
奇异同调群
Čech同调群
同伦群
15. 热带曲线的次数定义为其牛顿多边形的
面积
周长
边数
顶点数
16. 设G是有限生成阿贝尔群,则G的结构由以下哪个定理确定
西罗定理
基本定理
若尔当-赫尔德定理
同构定理
17. 范畴论中,等价范畴是指存在函子F:C→D和G:D→C,使得F∘G自然同构于
C上的恒等函子
D上的恒等函子
G∘F
零函子
18. 同调代数中,Tor_R^n(M,N)的函子性质是
对M正合,对N反变
对M反变,对N正合
对M和N均正合
对M和N均半正合
19. 泛函分析中,紧算子T:X→Y的像空间具有以下哪个性质
闭集
有限维
可分
相对紧
20. 代数数论中,分圆域Q(ζ_p)的伽罗瓦群同构于
Z/pZ
Z/(p-1)Z
GL_2(Z/pZ)
S_p
21. 代数拓扑中,Euler示性数χ(X)对球面S^n的值是
n
(-1)^n
1+(-1)^n
n+1
22. 热带多项式f(x,y)=⊕(a⊗x^i y^j)的零点集是其牛顿多边形的
顶点集
边的对偶图
凸包
支撑集
23. 环论中,整环R是唯一分解整环当且仅当R满足
主理想整环条件
素理想唯一分解条件
因子链条件和素性条件
无零因子条件
24. 范畴论中,积函子×:C×C→C是指对任意A,B∈C,存在对象A×B和投射态射π_A:A×B→A, π_B:A×B→B,满足以下哪个泛性质
对任意C∈C及态射f:C→A, g:C→B,存在唯一态射h:C→A×B使π_A∘h=f, π_B∘h=g
对任意C∈C及态射f:A→C, g:B→C,存在唯一态射h:A×B→C使h∘π_A=f, h∘π_B=g
A×B是C中最大对象
A×B是C中最小对象
25. 同调代数中,若0→A→B→C→0是短正合列,则其诱导的长正合列中,H_n(B)与H_n(A), H_n(C)的关系是
H_n(B)≅H_n(A)⊕H_n(C)
0→H_n(A)→H_n(B)→H_n(C)→0正合
H_n(A)→H_n(B)→H_n(C)→H_{n-1}(A)→H_{n-1}(B)正合
H_n(C)→H_n(B)→H_n(A)→H_{n+1}(C)→H_{n+1}(B)正合
26. 泛函分析中,希尔伯特空间H上的自伴算子T满足
T=T^*
T^2=I
T是酉算子
ker(T)=ker(T^*)
27. 代数数论中,若p是素数,在Q(√d)中p的素理想分解类型不包括
惯性
分歧
分裂
完全分裂
28. 代数拓扑中,两个空间同伦等价是指存在连续映射f:X→Y和g:Y→X,使得g∘f和f∘g分别同伦于
X和Y上的恒等映射
常值映射
零同伦映射
可逆映射
29. 热带几何中,热带化映射将复代数簇映为
实射影空间中的多面体
热带半环上的代数集
牛顿多边形
超平面排列
30. 群论中,若G是单群且|G|=60,则G同构于
A_5
S_5
Z/60Z
D_30
31. 范畴论中,预层F:C^op→Set满足层条件当且仅当对任意覆盖U={U_i},以下哪个序列正合
F(∪U_i)→∏F(U_i)→∏F(U_i∩U_j)
∏F(U_i)→F(∪U_i)→∏F(U_i∩U_j)
∏F(U_i∩U_j)→∏F(U_i)→F(∪U_i)
F(∪U_i)→∏F(U_i∩U_j)→∏F(U_i)
32. 同调代数中,若M是投射R-模,则对任意R-模N和n≥1,Ext_R^n(M,N)等于
Hom_R(M,N)
Tor_R^n(M,N)
零模
M⊗_R N
33. 泛函分析中,共鸣定理(一致有界原理)表明,巴拿赫空间X上的有界线性算子族{T_α:X→Y}点点有界则
一致有界
紧算子
可逆
闭图像
34. 代数数论中,狄利克雷单位定理指出,数域K的单位群O_K^*同构于
有限循环群⊕Z^r,r=r1+r2-1
Z^r,r=[K:Q]
有限阿贝尔群
自由阿贝尔群
35. 代数拓扑中,Hurewicz定理建立了同伦群与同调群的联系,当n≥2且X(n-1)-连通时,π_n(X)同构于
H_n(X;Z)
H_{n-1}(X;Z)
π_{n-1}(X)
H_n(X;Q)
36. 热带几何中,热带曲线的 genus 定义为其贝蒂数,即
顶点数-边数+连通分支数
边数-顶点数+连通分支数
(顶点数-边数+连通分支数)+1
(边数-顶点数+连通分支数)+1
37. 环论中,局部环是指具有以下哪个性质的交换环
只有一个极大理想
只有有限个理想
主理想整环
诺特环
38. 范畴论中,函子F:C→D是忠实函子当且仅当F诱导的态射集映射Hom_C(A,B)→Hom_D(F(A),F(B))是
单射
满射
双射
同构
39. 同调代数中,平坦模M是指函子-⊗_R M是
正合函子
左正合函子
右正合函子
半正合函子
40. 泛函分析中,C[0,1]上的范数‖f‖=max|f(x)|是
L^1范数
一致范数
L^2范数
弱范数
41. 代数数论中,判别式Disc(K)是衡量数域K扩张分歧程度的量,下列关于判别式的陈述正确的是
Disc(Q)=1
Disc(K)是正整数
Disc(K/Q)能被扩张中分歧素数的平方整除
Disc(K)越小扩张越分歧
42. 代数拓扑中,CW复形的同调群具有以下哪个性质
有限生成
自由阿贝尔群
平凡群
无限生成
43. 热带几何中,热带半环的特征是
0
1
∞
不存在
44. 群论中,换位子群[G,G]是G的
正规子群
极大子群
中心子群
Sylow子群
45. 范畴论中,等价于Set范畴的范畴一定具有
有限积和余积
无限积
零对象
初始对象和终对象
46. 同调代数中,内射模的对偶概念是
投射模
平坦模
自由模
生成元
47. 泛函分析中,若X是无限维巴拿赫空间,则X的对偶空间X^*是
有限维
无限维
可分
不可分
48. 代数数论中,费马方程x^n+y^n=z^n在n≥3时无正整数解的证明依赖于
分圆域的类数
椭圆曲线的模性
伽罗瓦理论
代数几何中的相交理论
49. 代数拓扑中,映射度deg(f)是对连续映射f:S^n→S^n的一个整数不变量,其定义不依赖于
f的同伦类
n的维数
S^n的定向
f的连续性
50. 热带几何中,热带线性空间是由以下哪种热带多项式定义的
一次热带多项式
二次热带多项式
齐次
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