Multiplication tables for groups of small order
Multiplication tables for groups of order 2 through 10
Section
7.10 outlines the classification of all groups of order less than 16.
The multiplication tables given below cover the groups of order 10 or less.
That is, any group of order 2 through 10 is
isomorphic
to one of the groups given on this page. The reader needs to know these
definitions:
group,
cyclic group,
symmetric group,
dihedral group,
direct product
of groups,
subgroup,
normal subgroup.
The quaternion group is discussed in Example
3.3.7.
There are more
group tables at the end of Section 7.10.
C2, the cyclic group of order 2
Described via the generator a
with relation a2 = 1:
Elements:
order 2: a
Subgroups:
order 2: {1,a}
order 1: {1}
C3, the cyclic group of order 3
Described via the generator a
with relation a3 = 1:
|
1
|
a
|
a2
|
1
|
1
|
a
|
a2
|
a
|
a
|
a2
|
1
|
a2
|
a2
|
1
|
a
|
Elements:
order 3: a, a2
Subgroups:
order 3: {1,a,a2}
order 1: {1}
C4, the cyclic group of order 4
Described via the generator a
with relation a4 = 1:
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
1
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a
|
a
|
a2
|
a3
|
1
|
a2
|
a2
|
a3
|
1
|
a
|
a3
|
a3
|
1
|
a
|
a2
|
Elements:
order 4: a, a3
order 2: a2
Subgroups:
order 4: {1,a,a2,a3}
order 2: {1,a2}
order 1: {1}
V, the Klein four group
Described via generators a,b
with relations a2 = 1, b2 = 1, ba = ab:
|
1 |
a |
b |
ab
|
1 |
1 |
a |
b |
ab
|
a |
a |
1 |
ab |
b
|
b |
b |
ab |
1 |
a
|
ab |
ab |
b |
a |
1
|
Elements:
order 2: a, b, ab
Subgroups:
order 4: {1,a,b,ab}
order 2: {1,a}, {1,b}, {1,ab}
order 1: {1}
C5, the cyclic group of order 5
Described via the generator a
with relation a5 = 1:
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
1
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
1
|
a2
|
a2
|
a3
|
a4
|
1
|
a
|
a3
|
a3
|
a4
|
1
|
a
|
a2
|
a4
|
a4
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
Elements:
order 5: a, a2, a3, a4
Subgroups:
order 5: {1,a,a2,a3,a4}
order 1: {1}
C6, the cyclic group of order 6
Described via the generator a
with relation a6 = 1:
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
1
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
a
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
1
|
a2
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
1
|
a
|
a3
|
a3
|
a4
|
a5
|
1
|
a
|
a2
|
a4
|
a4
|
a5
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a5
|
a5
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
Elements:
order 6: a, a5
order 3: a2, a4
order 2: a3
Subgroups:
order 6: {1,a,a2,a3,a4,a5}
order 3: {1,a2,a4}
order 2: {1,a3}
order 1: {1}
S3, the symmetric group on three elements
Described via generators a,b
with relations a3 = 1, b2 = 1, ba = a-1b:
|
|
|
1
|
a
|
a2
|
|
b
|
ab
|
a2b
|
|
|
1
|
|
1
|
a
|
a2
|
|
b
|
ab
|
a2b
|
|
|
a
|
|
a
|
a2
|
1
|
|
ab
|
a2b
|
b
|
|
|
a2
|
|
a2
|
1
|
a
|
|
a2b
|
b
|
ab
|
|
|
b
|
|
b
|
a2b
|
ab
|
|
1
|
a2
|
a
|
|
|
ab
|
|
ab
|
b
|
a2b
|
|
a
|
1
|
a2
|
|
|
a2b
|
|
a2b
|
ab
|
b
|
|
a2
|
a
|
1
|
|
Elements:
order 3: a, a2
order 2: b, ab, a2b
Subgroups:
order 6: {1,a,a2,b,ab,a2b}
order 3: {1,a,a2}
order 2: {1,b}, {1,ab}, {1,a2b}
order 1: {1}
Normal subgroups:
order 6: {1,a,a2,b,ab,a2b}
order 3: {1,a,a2}
order 1: {1}
C7, the cyclic group of order 7
Described via the generator a
with relation a7 = 1:
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
a6
|
1
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
a6
|
a
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
a6
|
1
|
a2
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
a6
|
1
|
a
|
a3
|
a3
|
a4
|
a5
|
a6
|
1
|
a
|
a2
|
a4
|
a4
|
a5
|
a6
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a5
|
a5
|
a6
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a6
|
a6
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
Elements:
order 7: a, a2, a3, a4, a5, a6
Subgroups:
order 7: {1,a,a2,a3,a4, a5,a6}
order 1: {1}
C8, the cyclic group of order 8
Described via the generator a
with relation a8 = 1:
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
a6
|
a7
|
1
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
a6
|
a7
|
a
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
a6
|
a7
|
1
|
a2
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
a6
|
a7
|
1
|
a
|
a3
|
a3
|
a4
|
a5
|
a6
|
a7
|
1
|
a
|
a2
|
a4
|
a4
|
a5
|
a6
|
a7
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a5
|
a5
|
a6
|
a7
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a6
|
a6
|
a7
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
a7
|
a7
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
a6
|
Elements:
order 8: a, a3, a5, a7
order 4: a2, a6
order 2: a4
Subgroups:
order 8: {1,a,a2,a3,a4, a5, a6,
a7}
order 4: {1,a2,a4,a6}
order 2: {1,a4}
order 1: {1}
C4 x C2, the direct product of a cyclic group of order
4 and a cyclic group of order 2
Described via generators a, b
with relations a4 = 1, b2 = 1, ba = ab:
|
|
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
|
b
|
ab
|
a2b
|
a3b
|
|
|
1
|
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
|
b
|
ab
|
a2b
|
a3b
|
|
|
a
|
|
a
|
a2
|
a3
|
1
|
|
ab
|
a2b
|
a3b
|
b
|
|
|
a2
|
|
a2
|
a3
|
1
|
a
|
|
a2b
|
a3b
|
b
|
ab
|
|
|
a3
|
|
a3
|
1
|
a
|
a2
|
|
a3b
|
b
|
ab
|
a2b
|
|
|
b
|
|
b
|
ab
|
a2b
|
a3b
|
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
|
|
ab
|
|
ab
|
a2b
|
a3b
|
b
|
|
a
|
a2
|
a3
|
1
|
|
|
a2b
|
|
a2b
|
a3b
|
b
|
ab
|
|
a2
|
a3
|
1
|
a
|
|
|
a3b
|
|
a3b
|
b
|
ab
|
a2b
|
|
a3
|
1
|
a
|
a2
|
|
Elements:
order 4: a, a3, ab, a3b
order 2: a2, b, a2b
order 1: 1
Subgroups:
order 8: {1,a,a2,a3, b,ab,a2b,a3b}
order 4: {1,a,a2,a3} {1,ab,a2,a3b}
{1,a2,b,a2b}
order 2: {1,a2}, {1,b}, {1,a2b}
order 1: {1}
C2 x C2 x C2, the direct product of 3
cyclic groups of order 2
Described via generators a,b,c
with relations a2 = 1, b2 = 1, c2 = 1, ba = ab,
ca = ac, cb = bc:
|
|
|
1
|
a
|
|
b
|
ab
|
|
c
|
ac
|
|
bc
|
abc
|
|
|
1
|
|
1
|
a
|
|
b
|
ab
|
|
c
|
ac
|
|
bc
|
abc
|
|
|
a
|
|
a
|
1
|
|
ab
|
b
|
|
ac
|
c
|
|
abc
|
bc
|
|
|
b
|
|
b
|
ab
|
|
1
|
a
|
|
bc
|
abc
|
|
c
|
ac
|
|
|
ab
|
|
ab
|
b
|
|
a
|
1
|
|
abc
|
bc
|
|
ac
|
c
|
|
|
c
|
|
c
|
ac
|
|
bc
|
abc
|
|
1
|
a
|
|
b
|
ab
|
|
|
ac
|
|
ac
|
c
|
|
abc
|
bc
|
|
a
|
1
|
|
ab
|
b
|
|
|
bc
|
|
bc
|
abc
|
|
c
|
ac
|
|
b
|
ab
|
|
1
|
a
|
|
|
abc
|
|
abc
|
bc
|
|
ac
|
c
|
|
ab
|
b
|
|
a
|
1
|
|
Elements:
order 2: a, b, ab, c, ac, bc, abc
Subgroups:
order 8: { 1, a, b, ab, c, ac, bc, abc }
order 4: {1,a,b,ab}, {1,a,c,ac}, {1,a,bc,abc}, {1,b,c,bc}, {1,b,ac,abc},
{1,ab,c,abc}, {1,ab,ac,bc}
order 2: {1,a}, {1,b}, {1,ab}, {1,c}, {1,ac}, {1,bc}, {1,abc}
order 1: {1}
D4, the dihedral group of order eight
Described via generators a,b
with relations a4 = 1, b2 = 1, ba = a-1b:
|
|
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
|
b
|
ab
|
a2b
|
a3b
|
|
|
1
|
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
|
b
|
ab
|
a2b
|
a3b
|
|
|
a
|
|
a
|
a2
|
a3
|
1
|
|
ab
|
a2b
|
a3b
|
b
|
|
|
a2
|
|
a2
|
a3
|
1
|
a
|
|
a2b
|
a3b
|
b
|
ab
|
|
|
a3
|
|
a3
|
1
|
a
|
a2
|
|
a3b
|
b
|
ab
|
a2b
|
|
|
b
|
|
b
|
a3b
|
a2b
|
ab
|
|
1
|
a3
|
a2
|
a
|
|
|
ab
|
|
ab
|
b
|
a3b
|
a2b
|
|
a
|
1
|
a3
|
a2
|
|
|
a2b
|
|
a2b
|
ab
|
b
|
a3b
|
|
a2
|
a
|
1
|
a3
|
|
|
a3b
|
|
a3b
|
a2b
|
ab
|
b
|
|
a3
|
a2
|
a
|
1
|
|
Elements:
order 4: a, a3
order 2: a2, b, ab, a2b, a3b
Subgroups:
order 8: {1,a,a2,a3, b,ab,a2b,a3b}
order 4: {1,a2,b,a2b}, {1,a,a2,a3},
{1,a2,ab,a3b}
order 2: {1,b}, {1,a2b}, {1,a2}, {1,ab}, {1,a3b}
order 1: {1}
Normal subgroups:
order 8: {1,a,a2,a3, b,ab,a2b,a3b}
order 4: {1,a2,b,a2b}, {1,a,a2,a3},
{1,a2,ab,a3b}
order 2: {1,a2}
order 1: {1}
Q, the quaternion group (of order eight)
Described via the generators a,b
with relations a4 = 1, b2 = a2, ba = a-1b:
|
|
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
|
b
|
ab
|
a2b
|
a3b
|
|
|
1
|
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
|
b
|
ab
|
a2b
|
a3b
|
|
|
a
|
|
a
|
a2
|
a3
|
1
|
|
ab
|
a2b
|
a3b
|
b
|
|
|
a2
|
|
a2
|
a3
|
1
|
a
|
|
a2b
|
a3b
|
b
|
ab
|
|
|
a3
|
|
a3
|
1
|
a
|
a2
|
|
a3b
|
b
|
ab
|
a2b
|
|
|
b
|
|
b
|
a3b
|
a2b
|
ab
|
|
a2
|
a
|
1
|
a3
|
|
|
ab
|
|
ab
|
b
|
a3b
|
a2b
|
|
a3
|
a2
|
a
|
1
|
|
|
a2b
|
|
a2b
|
ab
|
b
|
a3b
|
|
1
|
a3
|
a2
|
a
|
|
|
a3b
|
|
a3b
|
a2b
|
ab
|
b
|
|
a
|
1
|
a3
|
a2
|
|
Elements:
order 4: a, a3, b, ab, a2b, a3b
order 2: a2
Subgroups:
order 8: {1,a,a2,a3,b,ab,a2b,a3}
order 4: {1,a,a2,a3}, {1,b,a2,a2b},
{1,ab,a2,a3b}
order 2: {1,a2}
order 1: {1}
Normal subgroups:
order 8: {1,a,a2,a3,b,ab,a2b,a3}
order 4: {1,a,a2,a3}, {1,b,a2,a2b},
{1,ab,a2,a3b}
order 2: {1,a2}
order 1: {1}
Here are several different patterns for the multiplication table of the
quaternion group, using the cross product of unit vectors i,
j, k:
|
x
|
|
+1
|
-1
|
|
+i
|
-i
|
|
+j
|
-j
|
|
+k
|
-k
|
|
|
+1
|
|
+1
|
-1
|
|
+i
|
-i
|
|
+j
|
-j
|
|
+k
|
-k
|
|
|
-1
|
|
-1
|
+1
|
|
-i
|
+i
|
|
-j
|
+j
|
|
-k
|
+k
|
|
|
+i
|
|
+i
|
-i
|
|
-1
|
+1
|
|
+k
|
-k
|
|
-j
|
+j
|
|
|
-i
|
|
-i
|
+i
|
|
+1
|
-1
|
|
-k
|
+k
|
|
+j
|
-j
|
|
|
+j
|
|
+j
|
-j
|
|
-k
|
+k
|
|
-1
|
+1
|
|
+i
|
-i
|
|
|
-j
|
|
-j
|
+j
|
|
+k
|
-k
|
|
+1
|
-1
|
|
-i
|
+i
|
|
|
+k
|
|
+k
|
-k
|
|
+j
|
-j
|
|
-i
|
+i
|
|
-1
|
+1
|
|
|
-k
|
|
-k
|
+k
|
|
-j
|
+j
|
|
+i
|
-i
|
|
+1
|
-1
|
|
Elements:
order 4: i, -i, j, -j, k, -k
order 2: -1
Subgroups:
order 8: {1,-1,i,-i,j,-j,k,-k}
order 4: {1,i,-1,-i}, {1,j,-1,-j}, {1,k,-1,-k}
order 2: {1,-1}
order 1: {1}
Normal subgroups:
order 8: {1,-1,i,-i,j,-j,k,-k}
order 4: {1,i,-1,-i}, {1,j,-1,-j}, {1,k,-1,-k}
order 2: {1,-1}
order 1: {1}
x
|
+1
|
+i
|
-1
|
-i
|
+j
|
+k
|
-j
|
-k
|
+1
|
+1
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+i
|
-1
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-i
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+j
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+k
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-j
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-k
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+i
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+i
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-1
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-i
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+1
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+k
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-j
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-k
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+j
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-1
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-1
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-i
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+1
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+i
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-j
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-k
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+j
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+k
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-i
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-i
|
+1
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+i
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-1
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-k
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+j
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+k
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-j
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+j
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+j
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+k
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+i
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+1
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+k
|
+k
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+j
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-1
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+i
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+1
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+i
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-k
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-j
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+k
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+j
|
+i
|
+1
|
-i
|
-1
|
C9, the cyclic group of order 9
Described via the generator a
with relation a9 = 1:
|
1
|
a
|
a2
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a3
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a4
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a5
|
a6
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a7
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a8
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1
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1
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a
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a2
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a3
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a4
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a5
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a6
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a7
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a8
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a
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a
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a2
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a3
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a4
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a6
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a7
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a8
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1
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a2
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a2
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a3
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a5
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a6
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a8
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1
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a
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a3
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a3
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a4
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a5
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a6
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a7
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a8
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1
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a
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a2
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a4
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a4
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a5
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a6
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a7
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a8
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1
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a
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a2
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a3
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a5
|
a5
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a6
|
a7
|
a8
|
1
|
a
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a2
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a3
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a4
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a6
|
a6
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a7
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a8
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1
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a
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a2
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a3
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a4
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a5
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a7
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a7
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a8
|
1
|
a
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a2
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a3
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a4
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a5
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a6
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a8
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a8
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
a6
|
a7
|
Elements:
order 9: a, a2, a4, a5, a6, a7
order 3: a3, a6
Subgroups:
order 9: {1,a,a2,a3,a4, a5, a6,
a7, a8}
order 3: {1,a3,a6}
order 1: {1}
C3 x C3, the direct product of two cyclic groups of
order 3
Described via the generators a,b
with relations a3 = 1, b3 = 1, ba=ab:
1
|
a
|
a2
|
b
|
ab
|
a2b
|
b2
|
ab2
|
a2b2
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1
|
1
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a
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a2
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b
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ab
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a2b
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b2
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ab2
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a2b2
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a
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a
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a2
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1
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ab
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a2b
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b
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ab2
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a2b2
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b2
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a2
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a2
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1
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a
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a2b
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b
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ab
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a2b2
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b2
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ab2
|
b
|
b
|
ab
|
a2b
|
b2
|
ab2
|
a2b2
|
1
|
a
|
a2
|
ab
|
ab
|
a2b
|
b
|
ab2
|
a2b2
|
b2
|
a
|
a2
|
1
|
a2b
|
a2b
|
b
|
ab
|
a2b2
|
b2
|
ab2
|
a2
|
1
|
a
|
b2
|
b2
|
ab2
|
a2b2
|
1
|
a
|
a2
|
b
|
ab
|
a2b
|
ab2
|
ab2
|
a2b2
|
b2
|
a
|
a2
|
1
|
ab
|
a2b
|
b
|
a2b2
|
a2b2
|
b2
|
ab2
|
a2
|
1
|
a
|
a2b
|
b
|
ab
|
Elements:
order 3: a, a2, b, ab, a2b, b2, ab2,
a2b2
Subgroups:
order 3: {1,a,a2}, {1,b,b2}, {1,ab,a2b2},
{1,a2b,ab2}
order 1: {1}
C10, the cyclic group of order 10
Described via the generator a
with relation a10 = 1:
|
1
|
a
|
a2
|
a3
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a4
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a5
|
a6
|
a7
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a8
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a9
|
1
|
1
|
a
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a2
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a3
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a4
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a5
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a6
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a7
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a8
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a9
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a
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a
|
a2
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a3
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a4
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a5
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a6
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a7
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a8
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a9
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1
|
a2
|
a2
|
a3
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a4
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a5
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a6
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a7
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a8
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a9
|
1
|
a
|
a3
|
a3
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a4
|
a5
|
a6
|
a7
|
a8
|
a9
|
1
|
a
|
a2
|
a4
|
a4
|
a5
|
a6
|
a7
|
a8
|
a9
|
1
|
a
|
a2
|
a3
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a5
|
a5
|
a6
|
a7
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a8
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a9
|
1
|
a
|
a2
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a3
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a4
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a6
|
a6
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a7
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a8
|
a9
|
1
|
a
|
a2
|
a3
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a4
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a5
|
a7
|
a7
|
a8
|
a9
|
1
|
a
|
a2
|
a3
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a4
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a5
|
a6
|
a8
|
a8
|
a9
|
1
|
a
|
a2
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a3
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a4
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a5
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a6
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a7
|
a9
|
a9
|
1
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
a6
|
a7
|
a8
|
Elements:
order 10: a, a3, a7, a9
order 5: a2, a4, a6, a8
order 2: a5
Subgroups:
order 10: {1,a,a2,a3,a4, a5, a6,
a7, a8, a9}
order 5: {1,a2,a4, a6,a8}
order 2: {1,a5}
order 1: {1}
D5, the dihedral group of order ten
Described via generators a,b
with relations a5 = 1, b2 = 1, ba = a-1b:
|
|
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1
|
a
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a2
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a3
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a4
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b
|
ab
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a2b
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a3b
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a4b
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1
|
|
1
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a
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a2
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a3
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a4
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|
b
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ab
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a2b
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a3b
|
a4b
|
|
|
a
|
|
a
|
a2
|
a3
|
a4
|
1
|
|
ab
|
a2b
|
a3b
|
a4b
|
b
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a2
|
|
a2
|
a3
|
a4
|
1
|
a
|
|
a2b
|
a3b
|
a4b
|
b
|
ab
|
|
|
a3
|
|
a3
|
a4
|
1
|
a
|
a2
|
|
a3b
|
a4b
|
b
|
ab
|
a2b
|
|
|
a4
|
|
a4
|
1
|
a
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a2
|
a3
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a4b
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b
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ab
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a2b
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a3b
|
|
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b
|
|
b
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a4b
|
a3b
|
a2b
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ab
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|
1
|
a4
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a3
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a2
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a
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|
|
ab
|
|
ab
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b
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a4b
|
a3b
|
a2b
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a
|
1
|
a4
|
a3
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a2
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|
|
a2b
|
|
a2b
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ab
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b
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a4b
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a3b
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a2
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a
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1
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a4
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a3
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|
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a3b
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|
a3b
|
a2b
|
ab
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b
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a4b
|
|
a3
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a2
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a
|
1
|
a4
|
|
|
a4b
|
|
a4b
|
a3b
|
a2b
|
ab
|
b
|
|
a4
|
a3
|
a2
|
a
|
1
|
|
Elements:
order 5: a, a2, a3, a4
order 2: b, ab, a2b, a3b, a4b
Subgroups:
order 10: {1,a,a2,a3,a4, b,ab,a2b,a3b,a4b}
order 5: {1,a,a2,a3,a4}
order 2: {1,b}, {1,ab} {1,a2b}, {1,a3b}, {1,a4b}
order 1: {1}
Normal subgroups:
order 10: {1,a,a2,a3,a4, b,ab,a2b,a3b,a4b}
order 5: {1,a,a2,a3,a4}
order 1: {1}
|