Zu den 3-Sylowgruppen:
Für jede Zahl z∈{1,2,3,4} betrachte die Gruppe Sz, die aus allen Elemente in A4 liegen und z konstant lassen: Sz={σ∈A4;σ(z)=z}.
Die Elemente von Sz haben die Ordnung 1 oder 3, mithin ist Sz eine 3-Gruppe.
Eine echte Obergruppe O von Sz muss ein Element g haben, welches z verändert. Daraus kann man herleiten, dass O=A4 ist, denn man kann jedes Element aus g und aus den Elementen aus Sz "zusammenbasteln".
Sz ist also eine 3-Sylowgruppe. Davon gibt es 4 Stück. Mehr kann es nicht geben, denn die Anzahl der 3-Sylowgruppen ist ein Teiler von 4.
Zu den 2-Sylowgruppen:
Ich habe mal ein Programm geschrieben, dass stumpf alle Untergruppen von A4 ausrechnet und dann alle Sylow-Gruppen herausfischt. Hierbei kam heraus, dass es nur eine 2-Sylowgruppe gibt, nämlich T={e,σ14∘σ23,σ12∘σ34,σ13∘σ24},
wobei
- e das neutrale Element ist,
- σab diejenige Permutation ist, welche Zahlen a und b vertauscht und alle anderen Elemente konstant lässt.
T ist die einzige 2-Sylowgruppe, denn alle 2-Sylowgruppen sind zueinander isomorph. Also muss eine 2-Sylowgruppe ein Element der Ordnung 1 haben, und 3 Elemente der Ordnung 2. Es gibt aber in A4 nur ein Element der Ordnung 1, und 3 Elemente der Ordnung 2.
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