(問題) G の部分群 H に対して、G 上の関係 〜 を 「 x 〜 y ⇔ xy-1 ∈ H 」と定義すれば、
この関係が同値関係になることを示せ。
(解答例)
任意の a ∈ G に対して、a a-1 = e ∈ H なので a 〜 a (反射律)が成り立つ。
a,b ∈ G に対して、a 〜 b と仮定する。 この時、a b-1 ∈ H.
H は部分群なので、b a-1 = (a b-1)-1 ∈ H. (∵ (H2) )
よって、b 〜 a となり、(対称律)をみたす。
a,b,c ∈ G に対して、a 〜 b かつ b 〜 c と仮定する。 この時、a b-1 ∈ H かつ b c-1 ∈ H
H は部分群なので、 a c-1 = (a b-1)( b c-1) ∈ H. (∵ (H1) )
よって、a 〜 c となり、(推移律)をみたす。
したがって、関係 〜 は同値関係である。