Lema 10.2.2.

Misalkan \(N\) suatu subgrup normal dari \(A_n\text{,}\) dengan \(n \geq 3\text{.}\) Jika \(N\) memuat suatu siklus-\(3\text{,}\) maka \(N = A_n\text{.}\)

Bukti.

Pertama-tama kita akan menunjukkan bahwa \(A_n\) dibangkitkan oleh siklus-\(3\) yang berbentuk khusus \((i,j,k)\text{,}\) dengan \(i\) dan \(j\) tetap di dalam \(\{ 1, 2, \ldots, n \}\text{,}\) sedangkan \(k\) bervariasi. Setiap siklus-\(3\) merupakan hasil kali siklus-\(3\) berbentuk demikian, sebab
\begin{align*} (i, a, j) & = (i, j, a)^2\\ (i, a, b) & = (i, j, b) (i, j, a)^2\\ (j, a, b) & = (i, j, b)^2 (i, j, a)\\ (a, b, c) & = (i, j, a)^2 (i, j, c) (i, j, b)^2 (i, j, a)\text{.} \end{align*}
Sekarang andaikan \(N\) merupakan subgrup normal taktrivial dari \(A_n\) untuk \(n \geq 3\) dan \(N\) memuat siklus-\(3\) berbentuk \((i, j, a)\text{.}\) Dengan menggunakan kenormalan \(N\text{,}\) kita memperoleh bahwa
\begin{equation*} [(i, j)(a, k)](i, j, a)^2 [(i, j)(a, k)]^{-1} = (i, j, k) \end{equation*}
berada dalam \(N\text{.}\) Jadi, \(N\) harus memuat semua siklus-\(3\) \((i, j, k)\) untuk \(1 \leq k \leq n\text{.}\) Berdasarkan Lema 10.2.1, siklus-\(3\) tersebut membangkitkan \(A_n\text{;}\) oleh karena itu, \(N = A_n\text{.}\)
Dalam Konteks