Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


Quelle  grpprmcs.gi   Sprache: unbekannt

 
#############################################################################
##
##  This file is part of GAP, a system for computational discrete algebra.
##  This file's authors include Ákos Seress.
##
##  Copyright of GAP belongs to its developers, whose names are too numerous
##  to list here. Please refer to the COPYRIGHT file for details.
##
##  SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
##


#############################################################################
##
#F  GInverses( <S> )  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . local
##
##  <S> must be a stabilizer chain.
##
##  `GInverses' changes `<S>.generators' !
##
BindGlobal( "GInverses", function( S )
    local   inverses,  set,  i;

    set := Set( S.translabels );
    RemoveSet( set, 1 );
    S.generators := S.labels{ set };
    inverses := [  ];
    for i  in [ 1 .. Length( S.generators ) ]  do
        inverses[ i ] := S.generators[ i ] ^ -1;
    od;
    if IsBound( S.stabilizer )  then
        Append( S.generators, S.stabilizer.generators );
    fi;
    return inverses;
end );

#############################################################################
##
#F  DisplayCompositionSeries( <S> ) . . . . . . . . . . . .  display function
##
InstallGlobalFunction( DisplayCompositionSeries, function( S )
    local   f,  i,s;

    # ok, we accept groups too
    if IsGroup( S )  then
        S := CompositionSeries( S );
    fi;

    # if we know the composition series, we know orders of groups, so we may
    # enforce their computation before calling GroupString to display them.
    Perform( S, Size );

    Print( GroupString( S[1], "G" ), "\n" );
    for i  in [2..Length(S)]  do
      f:=Image(NaturalHomomorphismByNormalSubgroup(S[i-1],S[i]));
      s:=IsomorphismTypeInfoFiniteSimpleGroup(f);
      if IsBound(s.shortname) then
        s:=s.shortname;
      else
        s:=s.name;
      fi;
      Print( " | ",s,"\n");
      if i < Length(S)  then
        Print( GroupString( S[i], "S" ), "\n" );
      else
        Print( GroupString( S[i], "1" ), "\n" );
      fi;
    od;
end );

#############################################################################
##
#M  CompositionSeries( <G> )  . . . . composition series of permutation group
##
##  `CompositionSeriesPermGroup' returns the composition series of <G>  as  a
##  list.
##
##  The subgroups in this list have a slightly modified
##  `NaturalHomomorphismByNormalSubgroup' method,
##  which notices if you compute the factor group of one subgroup by the next
##  and return the factor group as a  primitive  permutation  group  in  this
##  case (which is also computed by the function below).  The  factor  groups
##  remember the natural homomorphism since the images of the  generators  of
##  the subgroup are known and the natural  homomorphism can thus be  written
##  as `GroupHomomorphismByImages'.
##
##  The program works for  permutation  groups  of  degree  < 2^20 = 1048576.
##  For higher degrees  `IsSimple'  and  `CasesCSPG'  must  be  extended with
##  longer lists of primitive  groups  from  extensions  in  Kantor's  tables
##  (see JSC. 12(1991), pp. 517-526).  It may also be  necessary  to  modify
##  `FindNormalCSPG'.
##
##  A general reference for the algorithm is:
##  Beals-Seress, 24th Symp. on Theory of Computing 1992.
##
InstallMethod( CompositionSeries,
    "for a permutation group",
    true,
    [ IsPermGroup ], 0,
    function( Gr )
    local   pcgs,
            normals,    # first component of output; normals[i] contains
                        # generators for i^th subgroup in comp. series
            factors,    # second component of output; factors[i] contains
                        # the action of generators in normals[i]
            factorsize, # third component of output; factorsize[i] is the
                        # size of the i^th factor group
            homlist,    # list of homomorphisms applied to input group
            auxiliary,  # if auxiliary[j] is bounded, it contains
                        # a subg. which must be added to kernel of homlist[j]
            index,      # variable recording how many elements of normals are
                        # computed
            workgroup,  # the subnormal factor group we currently work with
            workgrouporbit,
            lastpt,     # degree of workgroup
            tchom,      # transitive constituent homomorphism applied to
                        # intransitive workgroup
            bhom,       # block homomorphism applied to imprimitive workgroup
            fahom,      # factor homomorphism to store
            bl,         # block system in workgroup
            D,          # derived subgroup of workgroup
            top,        # index of D in workgroup
            lenhomlist, # length of homlist
            i, s,  t,   #
            fac,        # factor group as permutation group
            list;       # output of CompositionSeries

    # Solvable groups first.
    pcgs := Pcgs( Gr );
    if pcgs <> fail  then
        list := ShallowCopy( PcSeries( pcgs ) );
        s := list[ 1 ];
        for i  in [ 2 .. Length( list ) ]  do
            t := AsSubgroup( s, list[ i ] );
            fac := CyclicGroup( IsPermGroup,
                           RelativeOrders( pcgs )[ i - 1 ] );
            fahom:=GroupHomomorphismByImagesNC( s, fac,
                 pcgs{ [ i - 1 .. Length( pcgs ) ] },
                 Concatenation( GeneratorsOfGroup( fac ),
                 List( [ i .. Length( pcgs ) ], k -> One( fac ) ) ) );
            Setter( NaturalHomomorphismByNormalSubgroupInParent )( t,fahom);
            AddNaturalHomomorphismsPool(s,t,fahom);
            list[ i ] := t;
            s := t;
        od;
        return list;
    fi;

    # initialize output and work arrays
    normals := [];
    factors := [];
    factorsize := [];
    auxiliary := [];
    homlist := [];
    index := 1;
    workgroup := Gr;

    # workgroup is always a factor group of the input Gr such that a
    # composition series for Gr/workgroup is already computed.
    # Try to get a factor group of workgroup
    while (Size(workgroup) > 1) or (Length(homlist) > 0) do
#Print(List(normals,Length)," ",Size(workgroup),"\n");
        if Size(workgroup) > 1  then
            lastpt := LargestMovedPoint(workgroup);

            # if workgroup is not transitive
            workgrouporbit:= StabChainMutable( workgroup ).orbit;
            if Length(workgrouporbit) < lastpt   then
                tchom :=
                  ActionHomomorphism(workgroup,workgrouporbit,"surjective");
                Add(homlist,tchom);
                workgroup := Image(tchom,workgroup);
            else
                bl := MaximalBlocks(workgroup,[1..lastpt]);

                # if workgroup is not primitive
                if Length(bl) > 1  then
                    bhom:=ActionHomomorphism(workgroup,bl,OnSets,"surjective");
                    workgroup := Image(bhom,workgroup);
                    Add(homlist,bhom);
                else
                    D := DerivedSubgroup(workgroup);
                    top := Size(workgroup)/Size(D);

                    # if workgroup is not perfect
                    if top > 1  then

                        # fill up workgroup/D by cyclic factors
                        index := NonPerfectCSPG(homlist,normals,factors,
                                 auxiliary,factorsize,top,index,D,workgroup);
                        workgroup := D;

                    # otherwise chop off simple factor group from top of
                    # workgroup
                    else
                        workgroup := PerfectCSPG(homlist,normals,factors,
                                       auxiliary,factorsize,index,workgroup);
                        index := index+1;
                    fi;  # nonperfect-perfect

                fi;  # primitive-imprimitive

            fi;  # transitive-intransitive

        # if the workgroup was trivial
        else
            lenhomlist := Length(homlist);

            # pull back natural homs
            PullBackNaturalHomomorphismsPool(homlist[lenhomlist]);

            workgroup := KernelOfMultiplicativeGeneralMapping(
                             homlist[lenhomlist] );

            # if auxiliary[lenhmlist] is bounded, it is faster to augment it
            # by generators of the kernel of `homlist[lenhomlist]'
            if IsBound(auxiliary[lenhomlist])  then
                workgroup := auxiliary[lenhomlist];
                workgroup := ClosureGroup( workgroup, GeneratorsOfGroup(
                                KernelOfMultiplicativeGeneralMapping(
                                    homlist[lenhomlist] ) ) );
            fi;
            Unbind(auxiliary[lenhomlist]);
            Unbind(homlist[lenhomlist]);

        fi; # workgroup is nontrivial-trivial
    od;

    # loop over the subgroups
    #s := SubgroupNC( Gr, normals[1] );
    #SetSize( s, Size( Gr ) );
    s:=Gr;
    list := [ s ];
    for i  in [2..Length(normals)]  do
        t := SubgroupNC( s, normals[i] );
        SetSize( t, Size( s ) / factorsize[i-1] );
        fac := GroupByGenerators( factors[i-1] );
        SetSize( fac, factorsize[i-1] );
        SetIsSimpleGroup( fac, true );
        fahom:=GroupHomomorphismByImagesNC( s, fac,
                        normals[i-1], factors[i-1] );
        #if IsIdenticalObj(Parent(t),s) then
        #  Setter( NaturalHomomorphismByNormalSubgroupInParent )( t,fahom);
        #fi;
        AddNaturalHomomorphismsPool(s, t,fahom);
        Add( list, t );
        s := t;
    od;
    t := TrivialSubgroup( s );
    Assert(1,Size( s )=factorsize[Length(normals)]);
    fac := GroupByGenerators( factors[Length(normals)] );
    SetSize( fac, factorsize[Length(normals)] );
    SetIsSimpleGroup( fac, true );
    fahom:=GroupHomomorphismByImagesNC( s, fac,
                    Last(normals), factors[Length(normals)] );
    if IsIdenticalObj(Parent(t),s) then
      Setter( NaturalHomomorphismByNormalSubgroupInParent )( t,fahom);
    fi;
    AddNaturalHomomorphismsPool(s, t,fahom);
    Add( list, t );

    # return output
    return list;
end );


#############################################################################
##
#F  NonPerfectCSPG()  . . . . . . . .  non perfect case of composition series
##
##  When <workgroup> is not perfect, it fills up the factor group of the
##  commutator subgroup with cyclic factors.
##  Output is the first index in normals which remains undefined
##
InstallGlobalFunction( NonPerfectCSPG,
    function( homlist, normals, factors, auxiliary,
                            factorsize, top, index, D, workgroup )
    local   listlength,   # number of cyclic factors to add to factors
            indexup,      # loop variable for adding the cyclic factors
            oldworkup,    # loop subgroups between
            workup,       # workgroup and derived subgrp
            order,        # index of oldworkup in workup
            orderlist,    # prime factors of order
            g, p,         # generators of workup, oldworkup
            h,            # a power of g
            i;         # loop variables

    # number of primes in factor <workgroup> / <derived subgroup>
    listlength := Length(Factors(Integers,top));
    indexup := index+listlength;
    oldworkup := D;

    # starting with the derived subgroup, add generators g of workgroup
    # each addition produces a cyclic factor group on top of previous;
    # appropriate powers of g will divide the cyclic factor group into
    # factors of prime length
    for g in StabChainMutable( workgroup ).generators do
        if not (g in oldworkup)  then
            # check for error in random computation of derived subgroup
            Assert(1, ForAll ( StabChainMutable( oldworkup ).generators,
                              x->(x^g in oldworkup) ));
            workup := ClosureGroup(oldworkup, g);
            order := Size(workup)/Size(oldworkup);
            orderlist := Factors(Integers,order);
            for i in [1..Length(orderlist)] do

                # h is the power of g which adds prime length factors
                h := g^Product([i+1..Length(orderlist)],x->orderlist[x]);

                # construct entries in factors, normals
                factors[indexup -1] := [];
                normals[indexup -1] := [];
                for p in StabChainMutable( oldworkup ).generators do

                    # p acts trivially in factor group
                    Add(factors[indexup -1],());

                    # preimage of p is a generator in normals
                    Add(normals[indexup -1],PullbackCSPG(p,homlist));

                od;

                # workgroup is a factor group of original input;
                # kernel of homomorphism must be added to gens in normals
                PullbackKernelCSPG(homlist,normals,factors,
                                   auxiliary,indexup-1);

                # add preimage of h to generator list
                Add(normals[indexup-1],PullbackCSPG(h,homlist));

                # add a prime length cycle to factor group action
                Add(factors[indexup-1],
                           PermList(Concatenation([2..orderlist[i]],[1])));
                # size of factor group is a prime

                factorsize[indexup-1] := orderlist[i];
                indexup := indexup -1;

            od;
            oldworkup := workup;
        fi;
    od;

    return index+listlength;
end );


#############################################################################
##
#F  PerfectCSPG() . . . . . . . . . . . .  prefect case of composition series
##
##  Computes maximal normal subgroup of perfect primitive group K and adds
##  its factor group to factors.
##  Output is the maximal normal subgroup NN. In case NN=1 (i.e. K simple),
##  the kernel of homomorphism which produced K is returned
##
InstallGlobalFunction( PerfectCSPG,
    function( homlist, normals, factors, auxiliary,
                         factorsize, index, K )
    local   whichcase,  # var indicating to which case of the O'Nan-Scott
                        # theorem K belongs. When Size(K) and degree do not
                        # determine the case without ambiguity, whichcase
                        # has value as in case of unique nonregular
                        # minimal normal subgroup
            N,          # normal subgroup of K
            prime,      # prime dividing order of degree of K
            stab2,      # stabilizer of first two base points in K
            kerelement, # element of normal subgroup
            ker2,       # conjugate of kerelement
            H,          # normalizer, and then centralizer of stab2
            L,          # set of moved points of stab2
            op,         # operation of H on N
            tchom,      # restriction of H to L
            g,          # generator of subgroups
            lenhomlist, # length of homlist
            kernel,     # output
            ready,      # boolean variable indicating whether normal subgroup
                        # was found
            chainK,
            list;

    while not IsSimpleGroup(K)  do
        whichcase := CasesCSPG(K);

        # becomes true if we find proper normal subgroup by first method
        ready := false;

        # whichcase[1] is true in nonregular minimal normal subgroup case
        if whichcase[1]=1  then
            N := FindNormalCSPG(K, whichcase);

            # check size of result to terminate fast in ambiguous cases
            if 1 < Size(N)  and Size(N) < Size(K)  then
                # K is a factor group with N in the kernel
                K := NinKernelCSPG(K,N,homlist,auxiliary);
                SetDerivedSubgroup( K, K );
#T better set that K is perfect?
                ready := true;
            fi;

       fi;

        # apply regular normal subgroup with nontrivial centralizer method
        if not ready then
            chainK:= StabChainMutable( K );
            stab2 := Stabilizer(K,[ chainK.orbit[1],
                                    chainK.stabilizer.orbit[1]],
                             OnTuples);
            if IsTrivial(stab2) then

               prime := Factors(Integers,whichcase[2])[1];
               N:=Group(One(K));
               repeat
                 kerelement:=Random(K);
                 if NrMovedPoints(kerelement)=LargestMovedPoint(K) and
                     IsOne(kerelement^prime) then
                     ker2:=kerelement^Random(K);
                     if Comm(kerelement,ker2)=One(K) then
                        N := NormalClosure(K, SubgroupNC(K,[kerelement]));
                     fi;
                 fi;
               until Size(N)=whichcase[2];

            else
               list := NormalizerStabCSPG(K);
               H := list[1];
               chainK := list[2];
               if whichcase[1] = 2 then
                  stab2 := Stabilizer( K, [ chainK.orbit[1],
                                           chainK.stabilizer.orbit[1] ],
                                  OnTuples);
                  H := CentralizerNormalCSPG( H, stab2 );
               else
                  L := Orbit( H, StabChainMutable( H ).orbit[1] );
                  tchom := ActionHomomorphism(H,L,"surjective");
                  op := Image( tchom );
                  H := PreImage(tchom,PCore(op,Factors(Integers,whichcase[2])[1]));
                  H := Centre(H);
                  SetIsAbelian( H, true );
              fi;
              N := FindRegularNormalCSPG(K,H,whichcase);
           fi;
           K := NinKernelCSPG(K,N,homlist,auxiliary);
           SetDerivedSubgroup( K, K );
#T better set that K is perfect?
        fi;

    od;

    # add next entry to the CompositionSeries output lists
    factors[index] := [];
    normals[index] := [];
    factorsize[index] := Size(K);
    for g in StabChainMutable( K ).generators do
        Add(factors[index],g); # store generators for image
        Add(normals[index],PullbackCSPG(g,homlist));
    od;

    # add generators for kernel to normals
    PullbackKernelCSPG(homlist,normals,factors,auxiliary,index);
    lenhomlist := Length(homlist);

    # determine output of routine
    if lenhomlist > 0  then
        kernel := KernelOfMultiplicativeGeneralMapping(homlist[lenhomlist]);
        if IsBound(auxiliary[lenhomlist])  then
            kernel := auxiliary[lenhomlist]; # faster to add this way
            kernel := ClosureGroup( kernel,
                KernelOfMultiplicativeGeneralMapping(homlist[lenhomlist]) );
        fi;
        Unbind(homlist[lenhomlist]);
        Unbind(auxiliary[lenhomlist]);

    # case when we found last factor of original group
    else
        kernel := GroupByGenerators( [], () );
    fi;

    return kernel;
end );


#############################################################################
##
#F  CasesCSPG() . . . . . . . . . . . . determine case of O'Nan Scott theorem
##
##  Input: primitive, perfect, nonsimple group G.
##  CasesCSPG determines whether there is a normal subgroup with
##  nontrivial centralizer (output[1] := 2 or 3) or decomposes the
##  degree of G into the form output[2]^output[3], output[1] := 1 (case
##  of nonregular minimal normal subgroup).
##  There are some ambiguous cases, (e.g. degree=2^15) when Size(G)
##  and degree do not determine which case G belongs to. In these cases,
##  the output is as in case of nonregular minimal normal subgroup.
##  This computation duplicates some of what is done in IsSimple.
##
InstallGlobalFunction( CasesCSPG, function(G)
    local   degree,     # degree of G
            g,          # order of G
            primes,     # list of primes in prime decomposition of degree
            output,     # output of routine
            n,m,o,p,  # loop variables
            tab1,       # table of orders of primitive groups
            tab2,       # table of orders of perfect transitive groups
            base;       # prime occurring in order of outer automorphism
                        # group of some group in tab1

    g := Size(G);
    degree := LargestMovedPoint(G);
    if degree>2^20 then
      # see comment before the composition series method
      Error("degree too big");
    fi;

    output := [];

    # case of two regular normal subgroups
    if Size(G)=degree^2  then
        output[1] := 2;
        output[2] := degree;
        return output;
    fi;

    # degree is not prime power
    primes := Factors(Integers,degree);
    if primes[1] < Last(primes) then
        output[1] := 1;
        # only case when index of primitive group in socle is not 2*prime
        if Length(primes)=15  then
            output[2] := 12;
            output[3] := 5;
        else
            output[2] := primes[1]*Last(primes);
            output[3] := Length(primes)/2;
        fi;
        return output;

    # in case of prime power degree, we have to determine the possible
    # orders of G with nonabelian socle. See IsSimple for identification
    # of groups in tab1,tab2
    else
        tab1 := [ ,,,,[60],,[168,2520],[168,20160],[504,181440],,
                  [660,7920,19958400],,[5616,3113510400]];
        tab2 := [ ,,,,[60],[60,360],[168,2520],[168,1344,20160]];
        for n in [5,7,8,9,11,13] do
            for m in [5..8] do
                for o in [1..Length(tab1[n])] do
                    for p in [1..Length(tab2[m])] do
                        if tab1[n][o]=504  then
                            base := 3;
                        else
                            base := 2;
                        fi;
                        if degree=n^m
                          and g mod (tab1[n][o]^m*tab2[m][p]) = 0
                          and (tab1[n][o]^m*tab2[m][p]*base^m) mod g = 0
                        then
                            output[1] := 1;
                            output[2] := n;
                            output[3] := m;
                            return output;
                        fi;
                    od;
                od;
            od;
        od;

        # if the order of G did not satisfy any of the nonabelian socle
        # possibilities, output the abelian socle message
        output[1] := 3;
        output[2] := degree;
        return output;

    fi;

end );


#############################################################################
##
#F  FindNormalCSPG()  . . . . . . . . . . . . . find a proper normal subgroup
##
##  given perfect, primitive G with unique nonregular minimal normal
##  subgroup, the routine returns a proper normal subgroup of G
##
InstallGlobalFunction( FindNormalCSPG, function ( G, whichcase )
    local   n,          # degree of G
            i,          # loop variable
            stabgroup,  # stabilizer subgroup of first point
            orbits,     # list of orbits of stabgroup
            where,      # index of shortest orbit in orbits
            len,        # length of shortest orbit
            tchom,      # trans. constituent homom. of stabgroup
                        # to shortest orbit
            bl,         # blocks in action of stabgroup on shortest orbit
            bhom,       # block homomorphism for the action on bl
            K,          # homomorph image of stabgroup at tchom, bhom
            kernel,     # kernel of bhom
            N;          # output; normal subgroup of G

    # whichcase[1]=1 if G has no normal subgroup with nontrivial
    # centralizer or we cannot determine this fact from Size(G)
    n := LargestMovedPoint(G);
    stabgroup := Stabilizer(G, StabChainMutable( G ).orbit[1],OnPoints);
    orbits := OrbitsDomain(stabgroup,[1..n]);

    # find shortest orbit of stabgroup
    len := n; where := 1;
    for i in [1..Length(orbits)] do
        if (1<Length(orbits[i])) and (Length(orbits[i])< len)  then
            where := i;
            len := Length(orbits[i]);
        fi;
    od;

    # check arith. conditions in order to terminate fast in ambiguous cases
    if len mod whichcase[3] = 0 and len <= whichcase[3]*(whichcase[2]-1) then

        # take action of stabgroup on shortest orbit
        tchom := ActionHomomorphism(stabgroup,orbits[where],"surjective");
        K := Image(tchom,stabgroup);
        bl := MaximalBlocks(K,[1..len]);

        # take action on blocks
        if Length(bl) > 1  then
            bhom := ActionHomomorphism(K,bl,OnSets,"surjective");
            K := Image(bhom,K);
            kernel := KernelOfMultiplicativeGeneralMapping(
                          CompositionMapping(bhom,tchom));
            N := NormalClosure(G,kernel);

            # another check for ambiguous cases
            if Size(N) < Size(G) then
                return N;
            fi;

        fi;
    fi;

    # in ambiguous case, return trivial subgroup
    N := TrivialSubgroup( Parent(G) );
    return N;
end );


#############################################################################
##
#F  FindRegularNormalCSPG()  . . . . . . . . . . find a proper normal subgroup
##
##  given perfect, primitive G with regular minimal normal
##  subgroup(s), the routine returns one
##
InstallGlobalFunction( FindRegularNormalCSPG, function ( G, H, whichcase )

    local core,         # p-core of H
          cosetrep,     # a cosetrep of H.stabilizer
          candidates,   # list of perms; one element is in regular normal sbgrp
          ready,        # boolean to exit loop
          i,            # loop variable
          N,            # regular normal subgroup, output
          chain;

    # case of abelian normal subgroup
    if whichcase[1] <> 2 then
       core := PCore( H, Factors(Integers, whichcase[2])[1] );
       chain:=StabChainOp(core,rec(base:=BaseOfGroup(G),reduced:=false));
       cosetrep := chain.transversal[chain.orbit[2]];
       candidates := AsList(Stabilizer(core,BaseOfGroup(G)[1]))*cosetrep;
       ready := false;
       i:= 0;
       while not ready do
          i := i+1;
          N := NormalClosure(G, SubgroupNC(G, [candidates[i]]) );
          if Size(N) = whichcase[2] then
             ready := true;
          fi;
       od;

     # case of two simple regular normal subgroups
     else
       chain := StabChainOp(H, rec(base := BaseOfGroup(G), reduced := false) );
       cosetrep := chain.transversal[chain.orbit[2]];
       candidates := cosetrep*AsList(Stabilizer(H,BaseOfGroup(G)[1]));
       ready := false;
       i:= 0;
       while not ready do
          i := i+1;
          N := NormalClosure(G, SubgroupNC(G, [candidates[i]]) );
          if Size(N) = whichcase[2] then
             ready := true;
          fi;
       od;
     fi;

     return N;
end );

#############################################################################
##
#F  NinKernelCSPG() . . . . . find homomorphism that contains N in the kernel
##
##  Given a normal subgroup N of G, creates a subgroup H such that the
##  homomorphism to the action on cosets of H contains N in the kernel.
##  Actually, only the image of a subgroup is computed, and we store
##  N in auxiliary to remember that N should be added to kernel of
##  homomorphism.
##  Output is the image at homomorphism
##
InstallGlobalFunction( NinKernelCSPG,
    function ( G, N, homlist, auxiliary )
    local   i,j,        # loop variables
            base,       # base of G
            stab,       # stabilizer of first two base points
            H,HOld,     # subgroups of G
            G1,H1,      # stabilizer chains of G, HOld
            block,      # set of cosets of G1[i]; G1[i] is represented on
                        # images of block
            newrep,     # blocks of imprimitivity in
            bhom,       # block hom. and
            tchom;      # transisitive const. hom. applied to G1[i]

    j := Length(homlist)+1;
    auxiliary[j] := N;

    # find smallest subgroup of G in stabilizer chain which, together with N,
    # generates G
    G1:=StabChainMutable(G);
    base := BaseStabChain(G1);
    G1 := ListStabChain( G1 );
    i := Length(base)+1;
    # first try the stabilizer of first two points
    if Size(N) = LargestMovedPoint(G) then
       stab := AsSubgroup(Parent(G),Stabilizer(G,[base[1],base[2]],OnTuples));
       H := ClosureGroup
             ( stab, GeneratorsOfGroup( N ), rec(size:=Size(N)*Size(stab)) );
    else
       H := ClosureGroup( N, G1[3].generators );
    fi;
    if Size(H) < Size(G) then
       HOld := H;
       i := 2;
    else
    # if did not work, start from bottom of stabilizer chain
       H := N;
       repeat
           HOld := H;
           i := i-1;
           H := ClosureGroup( H, G1[i].generators );
       until Size(H) = Size(G);
    fi;

    # represent G1[i] on cosets of H1[i] := G1[i+1]N \cap G1[i]
    H1 := ListStabChain( StabChainOp( HOld, rec( base := base,
                                              reduced := false ) ) );

    # G1[i] will be represented on images of block
    block := Set( H1[i].orbit );
    G := Stabilizer(G,List([1 .. i-1], x->base[x]),OnTuples);

    # now G is the previous G1[i]
    # find primitive action on images of block
    newrep := MaximalBlocks( G, StabChainMutable( G ).orbit, block );
    if Length(newrep) > 1 then
        bhom := ActionHomomorphism(G,newrep,OnSets,"surjective");
        Add(homlist,bhom);
        G := Image(bhom,G);
    else
        tchom:=ActionHomomorphism(G, StabChainMutable( G ).orbit,"surjective");
        Add(homlist,tchom);
        G := Image(tchom,G);
    fi;

    return G;
end );


#############################################################################
##
#F  RegularNinKernelCSPG()  . . . .  action of G on H and on maximal subgroup
##
##  H is transitive and contains the stabilizer of the first two
##  base points; we want to find the action of G on cosets of H, and
##  then the action of G on cosets of a maximal subgroup K containing H
##  reference: Beals-Seress Lemma 4.3.
##
InstallGlobalFunction( RegularNinKernelCSPG,
    function ( G, H, homlist )
    local   i,j,k,      # loop variables
            base,       # base of G
            chainG,     # stabilizer chain of `G'
            chainH,     # stabilizer chain of `H'
            H1,         # stabilizer chain of G,H
            x,y,        # first two base points of G
            stabgroup,  # stabilizer of x in G
            chainstabgroup,
            Ginverses,  # list of inverses of generators of G
            hgens,      # list of generators of H
            Hinverses,  # list of inverses of generators of H
            stabgens,   # list of generators of stabgroup
            stabinverses, # list of inverses of generators of stabgroup
            block,      # orbit of y in H_x
            orbits,     # images of block in G_x=stabgroup
            a,          # cardinality of orbits
            b,          # cardinality of block
            reprlist,   # for z in stabgroup.orbit, reprlist[z] tells which
                        # element of orbits z belongs to
            reps,       # for representatives z of sets in orbits, reps
                        # contains the cosetrep carrying z to y in stabgroup
                        # (as a word in generators of stabgroup)
            inversereps,# the inverses of words in reps
                        # (as words in stabinverses)
            images,     # list containing the images of generators of G,
                        # acting on cosets of H (there are $a$ cosets,
                        # represented by the elements of orbits)
            v,          # point of permutation domain
            tau,        # the cosetrep of H carrying v to x
                        # (as a word in H.gen's)
            tauinverse, # the inverse of tau (as a word in Hinverses)
            word,       # list of permutations coding a cosetrep of H
            K,          # the factor group of G generated by images
            newrep,     # block system from cosets of K
            c,          # cardinality of newrep
            d,          # size of one block
            newimages,  # list containing the action of generators of G, on
                        # newrep
            hom;        # the homomorphism G->K

    chainG:= StabChainMutable( G );
    base := BaseStabChain(chainG);
    H1 := ListStabChain( StabChainOp( H, rec( base := base,
                                           reduced := false ) ) );
    block := Set( H1[2].orbit );
    x := chainG.orbit[1];
    stabgroup := Stabilizer( G, x, OnPoints );
    orbits := Orbit(stabgroup,block,OnSets);
    chainstabgroup:= StabChainMutable( stabgroup );
    y := chainstabgroup.orbit[1];
    a := Length(orbits);
    b := Length(block);
    reprlist := [];
    for i in [1..a] do
        for k in [1..b] do
            reprlist[orbits[i][k]] := i;
        od;
    od;

    Ginverses := GInverses( chainG );
    chainH:= StabChainMutable( H );
    Hinverses := GInverses( chainH );
    hgens := chainH.generators;

    stabinverses := GInverses( chainstabgroup );
    stabgens := chainstabgroup.generators;

    reps := []; inversereps := [];
    for i in [1..a] do
        reps[i] := CosetRepAsWord( y, orbits[i][1],
                                   chainstabgroup.transversal );
        inversereps[i] := InverseAsWord(reps[i],stabgens,stabinverses);
    od;

    # construct action of G-generators on cosets of H. Each coset of H has a
    # representative in orbits; to find the image of an H coset
    # at multiplication by G.generators[i], take element of H coset such that
    # the product with G.generators[i] fixes x. Then the image of the coset
    # can be read from the position in orbits (cf. Lemma 4.3)
    images := [];
    for i in [1..Length( chainG.generators )] do
        images[i] := [];
        for j in [1..a] do
            v := ImageInWord(x^Ginverses[i],reps[j]);
            tau := CosetRepAsWord( x, v, chainH.transversal );
            tauinverse := InverseAsWord(tau,hgens,Hinverses);
            word := Concatenation(tauinverse,inversereps[j],
                                  [ chainG.generators[i] ]);
            images[i][j] := reprlist[ImageInWord(y,word)];
        od;
        images[i] := PermList(images[i]);
    od;
    K := GroupByGenerators(images,());

    # check whether new representation is primitive. If not, construct action
    # on maximal block system
    newrep := MaximalBlocks(K,[1..a]);
    if Length(newrep) > 1  then
        c := Length(newrep);
        d := Length(newrep[1]);
        reprlist := [];
        for i in [1..c] do
            for k in [1..d] do
                reprlist[newrep[i][k]] := i;
            od;
        od;
        newimages := [];
        for i in [1..Length( chainG.generators )] do
            newimages[i] := [];
            for k in [1..c] do
                newimages[i][k] := reprlist[newrep[k][1]^images[i]];
            od;
            newimages[i] := PermList(newimages[i]);
        od;
        K := GroupByGenerators(newimages,());
        hom := GroupHomomorphismByImagesNC( G, K,
                   chainG.generators, newimages );
    else
        hom := GroupHomomorphismByImagesNC( G, K,
                   chainG.generators, images );
    fi;
    j := Length(homlist)+1;
    homlist[j] := hom;
    K := Image(homlist[j],G);
    SetDerivedSubgroup( K, K );
#T better set that K is perfect?

    return K;
end );


#############################################################################
##
#F  NormalizerStabCSPG( <G> ) . . . . . . .  normalizer of 2 point stabilizer
##
##  Given a primitive, perfect group <G> which has a regular normal subgroup
##  with nontrivial centralizer,
##  the output is a list of length two, the first entry being N_G(G_{xy})
##  and the second entry being a stabilizer chain of <G>.
##
InstallGlobalFunction( NormalizerStabCSPG, function(G)
    local   n,          # degree of G
            chainG,     # stabilizer chain of `G'
            chainstab,  # stabilizer chain of a point stabilizer in `G'
            orbits,     # orbits of stabgroup
            len,        # minimal length of stabgroup orbits
            where,      # index of minimal length orbit
            i,          # loop variable
            chainstab2, # chain of stabilizer of first two base points in G
            x,y,        # first two base points
            normalizer, # output group N_G(G_{xy})
            L,          # fixed points of stabgroup2
            yL,         # intersection of L and y-orbit in stabgroup
            orbity,     # orbit of y in normalizer_x;
                        # eventually, orbity must be yL
            orbitx,     # orbit of x in normalizer;
                        # eventually, orbitx must be L
            u,v,        # points in permutation domain
            tau,sigma,p,# cosetreps of G, stabgroup
            Ltau;       # image of L under tau

    n := LargestMovedPoint(G);
    chainG:= StabChainMutable( G );
    chainstab := chainG.stabilizer;

    # If necessary, make base change to achieve that second base point is
    # in smallest orbit of stabilizer.
    orbits := OrbitsPerms( chainstab.generators, [1..n] );
    len := n; where := 1;
    for i in [1..Length(orbits)] do
        if (1<Length(orbits[i])) and (Length(orbits[i])< len)  then
            where := i;
            len := Length(orbits[i]);
        fi;
    od;
    if Length( chainstab.orbit ) > len  then
      chainG:= StabChainOp( G, [ chainG.orbit[1], orbits[where][1] ] );
      chainstab:= chainG.stabilizer;
    fi;
    x := chainG.orbit[1];
    y := chainstab.orbit[1];
    chainstab2 := chainstab.stabilizer;

    # compute normalizer. Method: Beals-Seress, Lemma 7.1
    L := Difference( [1..n], MovedPoints( chainstab2.generators ) );
    yL := Intersection( L, chainstab.orbit );

    # initialize normalizer to G_{xy}
    normalizer := rec( generators := ShallowCopy( chainstab2.generators) );
    orbity := OrbitPerms(normalizer.generators,y);
    while Length(orbity) < Length(yL) do
        v := Difference(yL,orbity)[1];
        p := Product( CosetRepAsWord( y, v, chainstab.transversal ) );
        Add(normalizer.generators,p);
        orbity := OrbitPerms(normalizer.generators,y);
    od;
    normalizer.stabChain2 := EmptyStabChain( [  ], (), y );
    AddGeneratorsExtendSchreierTree(normalizer.stabChain2,normalizer.generators);
    normalizer.stabChain2.stabilizer:= chainstab2;

    orbitx := OrbitPerms(normalizer.generators,x);
    while Length(orbitx) < Length(L) do
        v := Difference(L,orbitx)[1];
        tau := Product( CosetRepAsWord( x, v, chainG.transversal ) );
        Ltau := OnSets(L,tau);
        u := Intersection( Ltau, chainstab.orbit )[1];
        sigma := Product( CosetRepAsWord( y, u, chainstab.transversal ) );
        Add(normalizer.generators,tau*sigma);
        orbitx := OrbitPerms(normalizer.generators,x);
    od;
    normalizer.stabChain := EmptyStabChain( [  ], (), x );
    AddGeneratorsExtendSchreierTree(normalizer.stabChain,normalizer.generators);
    normalizer.stabChain.stabilizer:=normalizer.stabChain2;

    normalizer := GroupStabChain( Parent( G ), normalizer.stabChain, true );
    return [normalizer, chainG];
end );


#############################################################################
##
#F  TransStabCSPG() . . . embed a 2 point stabilizer in a transitive subgroup
##
##  given a subgroup H of G which contains G_{xy}, the stabilizer of the
##  first two points in G, and a theoretical guarantee that there is a
##  proper transitive subgroup K containing H, the routine finds such K
##
InstallGlobalFunction( TransStabCSPG, function(G,H)
    local   n,          # degree of G
            chainG,     # stabilizer chain of `G'
            chainH,     # stabilizer chain of `H'
            x,y,        # first two points of the base of G
            stabgroup,  # stabilizer of x in G
            chainstabgroup,
            hstabgroup, # stabilizer of x in H
            chainhstabgroup,
            u,v,        # indices of points in G.orbit, stabgroup.orbit
            g,          # list of permutations whose product is
                        # (semi)random element of G
            notinH,     # boolean; true if g is not in H
            word,       # list of permutations whose product is
                        # (semi)random element of <H,g>
            len,        # length of word
            hword,      # list of permutations giving random element of H
            tau,sigma,  # lists of permutations whose
            tau1,sigma1,# products are coset representatives
            i,j,k,      # loop variables
            K;          # K=<H,g>

    #Print(Size(G),",",Size(H));
    n := LargestMovedPoint(G);
    chainG:= StabChainMutable( G );
    x := chainG.orbit[1];
    stabgroup := Stabilizer(G,x,OnPoints);
    chainstabgroup := StabChainMutable( stabgroup );
    y := chainstabgroup.orbit[1];
    hstabgroup := Stabilizer(H,x,OnPoints);
    chainhstabgroup:= StabChainMutable( hstabgroup );
    chainH:= StabChainMutable( H );
    ExtendStabChain( chainH, BaseStabChain(chainG) );
    ExtendStabChain( chainhstabgroup, BaseStabChain( chainstabgroup ) );

    # try to embed H into bigger subgroups; stop when result is transitive
    repeat
        # Print("brum");

        # first, take random element of G\H
        repeat
            v := Random(1, Length( chainG.orbit ));
            g := CosetRepAsWord( x, chainG.orbit[v], chainG.transversal );
            u := Random(1, Length( chainstabgroup.orbit ));
            Append(g,CosetRepAsWord( y, chainstabgroup.orbit[u],
                                        chainstabgroup.transversal ));
            notinH := false;
            v := ImageInWord(x,g);
            if not IsBound( chainH.transversal[v] ) then
                notinH := true;
            else
                u := ImageInWord(y,g);
                u := ImageInWord( u, CosetRepAsWord( x, v,
                                         chainH.transversal ) );
                if not IsBound( chainhstabgroup.transversal[u] ) then
                    notinH := true;
                fi;
            fi;
        until  notinH;

        for i in [1..n] do

            # construct semirandom element of <H,g>
            word := [];
            for j in [1..5] do
                len := Length(word);
                for k in [1..Length(g)] do
                    word[len+k] := g[k];
                od;
                len := Length(word);
                hword := RandomElmAsWord(H);
                for k in [1..Length(hword)] do
                    word[len+k] := hword[k];
                od;
            od;

            # check whether word is in H;
            # if not, then let g=cosetrep of word in G_{xy}
            v := ImageInWord(x,word);
            tau := CosetRepAsWord( x, v, chainH.transversal );
            if tau = []  then
                tau1 := CosetRepAsWord( x, v, chainG.transversal );
                u := ImageInWord(y,word);
                u := ImageInWord(u,tau1);
                sigma1 := CosetRepAsWord( y, u, chainstabgroup.transversal );
                g := Concatenation(tau1,sigma1);
            else
                u := ImageInWord(y,word);
                u := ImageInWord(u,tau);
                sigma := CosetRepAsWord( y, u, chainhstabgroup.transversal );
                if sigma = []  then
                    tau1 := CosetRepAsWord( x, v, chainG.transversal );
                    u := ImageInWord(y,word);
                    u := ImageInWord(u,tau1);
                    sigma1 := CosetRepAsWord( y, u,
                                  chainstabgroup.transversal );
                    g := Concatenation(tau1,sigma1);
                fi;
            fi;
        od;

        # check whether H,g generate a proper subgroup of G
        K := ClosureGroup(H,Product(g));
        if 1 < Size(G)/Size(K)  then
            H := K;
            chainH:= StabChainMutable( H );
            #Print(Size(H));
            hstabgroup := Stabilizer(H,x,OnPoints);
            chainhstabgroup:= StabChainMutable( hstabgroup );
            ExtendStabChain( chainhstabgroup, BaseStabChain(chainstabgroup) );
            ExtendStabChain( chainH, BaseStabChain(chainG) );
        fi;

    until Length( chainH.orbit ) = n;

    return H;
end );


#############################################################################
##
#F  PullbackKernelCSPG()  . . . . . . . . . . . . . . . pull back the kernels
##
InstallGlobalFunction( PullbackKernelCSPG,
    function( homlist, normals, factors, auxiliary, index )
    local   lenhomlist, # length of homlist
            i, j,       # loop variables
            gens,       # list of generators in kernels
                        # of homomorphisms in homlist
            k,          # kernel
            kg,         # kernel generators
            g;          # a member of gens

    # for each kernel, compute preimages of the kernel generators in the
    # input group add these to generators of the current subnormal subgroup
    # in the composition series
    lenhomlist := Length(homlist);
    for i in [1..lenhomlist] do
       k:=KernelOfMultiplicativeGeneralMapping(homlist[i]);
       kg:=GeneratorsOfGroup(k);
       if IsBound(auxiliary[i])  then
           gens := Union( GeneratorsOfGroup( k ),
                         StabChainMutable( auxiliary[i] ).generators);
           if Length(gens)>6 then
             g:=Group(gens,());
             if IsSubset(auxiliary[i],k) then
               SetSize(g,Size(auxiliary[i]));
             else
               StabChainOptions(g).limit:=Size(k)*Size(auxiliary[i]);
             fi;
             gens:=SmallGeneratingSet(g);
           fi;
       else
         if Length(kg)>5 then
           gens:=SmallGeneratingSet(k);
         else
           gens := kg;
         fi;
       fi;
       for g in gens do
           for j in [1..i-1] do
               g := PreImagesRepresentative(homlist[i-j],g);
           od;
           Add(normals[index],g);
           Add(factors[index],());
       od;
    od;
end );


#############################################################################
##
#F  PullbackCSPG()  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pull back
##
InstallGlobalFunction( PullbackCSPG, function(p,homlist)
    local   i,          # loop variable
            lenhomlist; # length of homlist

    # compute a preimage of the permutation p in the input group
    lenhomlist := Length(homlist);
    for i in [1..lenhomlist] do
        p := PreImagesRepresentative(homlist[lenhomlist+1-i],p);
    od;
    return p;
end );


#############################################################################
##
#F  CosetRepAsWord()  . . . . . . . . .  write a coset representative as word
##
##  returns the cosetrep carrying y to the base point x as a word in the
##  generators. If y is not in the orbit of x, returns []
##
InstallGlobalFunction( CosetRepAsWord, function(x,y,transversal)
    local   word,       # list of permutations
            point;      # element of permutation domain

    word := [];
    if IsBound(transversal[y])  then
        point := y;
        repeat
            word[Length(word)+1] := transversal[point];
            point := point^transversal[point];
        until point = x;
    fi;
    return word;
end );


#############################################################################
##
#F  ImageInWord() . . .  image of a point under a permutation written as word
##
##  computes the image of x when the list of permutations word is applied
##
InstallGlobalFunction( ImageInWord, function(x,word)
    local   i,          # loop variable
            value;      # element of permutation domain

    value := x;
    for i in [1..Length(word)] do
        value := value^word[i];
    od;
    return value;
end );


#############################################################################
##
#F  SiftAsWord( <chain>, <perm> ) . . . .  sift a permutation written as word
##
##  given a list <perm> of permutations and a stabilizer chain <chain> for
##  the group $G$, the routine computes the residue at the sifting of perm
##  through the SGS of $G$.
##  The output is a list of length 2: the first component is the siftee,
##  as a word, the second component is 0 if perm in $G$, and i if the siftee
##  on the i^th level could not be computed.
##
#T <perm> is changed!
##
InstallGlobalFunction( SiftAsWord, function( chain, perm )
    local   i,          # loop variable
            y,          # element of permutation domain
            word,       # the list collecting the siftee of perm
            len,        # length of word
            coset,      # word representing a coset in a stabilizer
            index,      # the level where the siftee cannot be computed
            stb;        # the stabilizer group we currently work with

    # perm must be a list of permutations itself!
    stb :=  chain;
    word := perm;
    index := 0;
    while IsBound(stb.stabilizer) do
       index:=index+1;
       y:=ImageInWord(stb.orbit[1],word);
       if IsBound(stb.transversal[y]) then
          coset :=  CosetRepAsWord(stb.orbit[1],y,stb.transversal);
          len := Length(word);
          for i in [1..Length(coset)] do
              word[len+i] := coset[i];
          od;
          stb:=stb.stabilizer;
       else
          return([word,index]);
       fi;
    od;

    index := 0;
    return [word,index];
end );


#############################################################################
##
#F  InverseAsWord() . . . . . . . . . .  invert a permutation written as word
##
##  given a list of permutations "list", the inverses of these permutations
##  in inverselist, and a list of permutations "word" with elements from
##  list, returns the inverse of word as a list of inverses from inverselist
##
InstallGlobalFunction( InverseAsWord, function(word,list,inverselist)
    local   i,          # loop variable
            p,          # position
            inverse;    # the inverse of word

    if word = [ () ]  then
        return word;
    fi;
    inverse := [];
    for i in [1..Length(word)] do
      # identity tests are cheaper if the degree gets bigger.
      p:=PositionProperty(list,j->IsIdenticalObj(j,word[Length(word)+1-i]));
      if p=fail then
        # this is very unlikely to happen.
        p:=Position(list,word[Length(word)+1-i]);
      fi;
      inverse[i] := inverselist[p];
    od;
    return inverse;
end );


#############################################################################
##
#F  RandomElmAsWord( <chain> )  . . . . . . .  random element written as word
##
##  given an stabilizer chain <chain> for the group $G$, returns a uniformly
##  distributed random element of $G$,
##  as a word in the strong generators
##
InstallGlobalFunction( RandomElmAsWord, function( chain )
    local  i,       # loop variable
           word,    # the random element
           len,     # length of word
           stb,     # the stabilizer group we currently work with
           v,       # index of random element of stb.orbit
           coset;   # word representing a coset
    word:=[];
    stb:= chain;
    while IsBound(stb.stabilizer) do
       v := Random(1,Length(stb.orbit));
       coset := CosetRepAsWord(stb.orbit[1],stb.orbit[v],stb.transversal);
       len := Length(word);
       for i in [1..Length(coset)] do
           word[len+i] := coset[i];
       od;
       stb:=stb.stabilizer;
    od;
    return  word;

end );

#############################################################################
##
#M  PCore() . . . . . . . . . . . . . . . . . . p core of a permutation group
##
##  O_p(G), the p-core of G, is the maximal normal p-subgroup
##  Output of routine: the subgroup O_p(workgroup)
##  reference: Luks-Seress
##
InstallMethod( PCoreOp,
    "for a permutation group, and a positive integer",
    true,
    [ IsPermGroup, IsPosInt ], 0,
    function(workgroup,p)
    local   n,          # degree of workgroup
            G,          # a factor group of workgroup
            list,       # the record workgroup.compositionSeries
            normals,    # gens for the subgroups in the composition series
            factorsize, # the sizes of factor groups in composition series
            index,      # loop variable running through the indices of
                        # subgroups in the composition series
            primes,     # list of primes in the factorization of numbers
            ppart,      # p-part of Size(G)
            homlist,    # list of homomorphisms applied to workgroup
            lenhomlist, # length of homlist
            K, N,       # subnormal subgroups of G from composition series
            g,          # generator of K
            C,          # centralizer of N in K
            D,          # the p-part of C
            order,      # order of a generator of C
            H,          # first solvable, then also
                        # abelian normal p-subgroup of G
            series,     # the derived series of H; H becomes abelian when it
                        # is redefined as last nontrivial term of series
            actionlist, # record of G action on transitive
                        # constituent pieces of H
            Ggens,      # generators of stab. chain of `G'
            i, j,       # loop variables
            image,      # list of images of generators of G
                        # acting on pieces of H
            GG,         # the image of G at this action
            hom,        # the homomorphism from G to GG
            pgenlist;   # list of generators for the p-core

    # handle trivial cases
    if not IsPrime(p)  then
        return TrivialSubgroup(workgroup);
    fi;
    if IsTrivial(workgroup)  then
        return TrivialSubgroup(workgroup);
    fi;
    if Size(workgroup) mod p <> 0 then
       # p does not divide Size(workgroup)
       return TrivialSubgroup(workgroup);
    fi;

    #handle nilpotent case directly
    if IsNilpotentGroup( workgroup ) then
           # compute the p-part of generators of workgroup
           primes := Collected( Factors( Size(workgroup) ) );
           ppart := p^primes[PositionProperty( primes, x->x[1]=p )][2];
           pgenlist := [];
           for g in StabChainMutable( workgroup ).generators do
               Add( pgenlist, g^( Size(workgroup)/( ppart ) ) );
           od;
           D := SubgroupNC( workgroup, pgenlist );
           if ppart > 1 then
               SetIsPGroup( D, true );
               SetPrimePGroup( D, p );
               SetSylowSubgroup( workgroup, p, D );
               SetHallSubgroup( workgroup, [p], D );
           fi;
           return D;
    fi;

    n := LargestMovedPoint(workgroup);
    G := workgroup;
    list := CompositionSeries(G);
    # normals := Copy(list[1]);
    # factorsize := list[3];
    normals := List( [1..Length(list)-1],
                     i->ShallowCopy(StabChainMutable(list[i]).generators));
    factorsize := List([1..Length(list)-1],i->Size(list[i])/Size(list[i+1]));
    Add(normals, [()]);
    homlist := [];
    index := Length(factorsize);

    # try to find smallest subgroup in composition series with nontrivial
    # p-core. The normal closure of this p-core is a solvable normal
    # p-subgroup of G; taking commutator subgroups, find abelian normal
    # p-subgroup of G.
    # represent G acting on transitive constituent pieces of abelian normal
    # p-subgroup; kernel is abelian p-group. Take image at this action, and
    # repeat
    while index > 0 do
        if factorsize[index] <> p  then
            index := index-1;
        else
            N := SubgroupNC(Parent(G),normals[index+1]);

            # define K := SubGroup(Parent(G),normals[index]);
            # N has trivial p-core; check whether K has nontrivial one
            # K=N is possible when we work in homomorphic images of original
            if ForAll(normals[index], x -> x in N)  then
                index := index-1;
            else
                K := ClosureGroup( N,normals[index],
                                          rec( size:=p*Size(N) ) );
                C := CentralizerNormalCSPG(K,N);
                # O_p(K) is cyclic or trivial; it must show up in C
                # C is always abelian; check whether it has p-part
                D := [];
                C:= GeneratorsOfGroup( C );
                for i in [1..Length( C )] do
                    order := Order(C[i]);
                    if order mod p = 0  then
                        D[i] := C[i]^(order/p);
                    else
                        D[i] := ();
                    fi;
                od;

                # redefine C as the p-core of C
                C := SubgroupNC(Parent(K),D);
                if IsTrivial(C)  then
                    index := index-1;
                else
                    H := NormalClosure(G,C);
                    series := DerivedSeriesOfGroup(H);
                    H := series[Length(series)-1];

                    # at that moment, H is abelian normal in G
                    # define new action of G with H in the kernel
                    actionlist := ActionAbelianCSPG(H,n);

                    Ggens:= StabChainMutable( G ).generators;
                    image:= List( Ggens,
                                g -> ImageOnAbelianCSPG( g, actionlist ) );

                    # take homomorphic image of G
                    GG := GroupByGenerators(image,());
                    hom:=GroupHomomorphismByImagesNC(G,GG,Ggens,image);
                    Add(homlist,hom);
                    #force makemapping
                    SetSize(GG,Size(G)/Size(
                      KernelOfMultiplicativeGeneralMapping( hom )));
                    # find new action of subgroups in composition series
                    for i in [1..index] do
                        for j in [1..Length(normals[i])] do
                            normals[i][j] :=
#                                ImageOnAbelianCSPG(normals[i][j],actionlist);
                            Image(hom,normals[i][j]);
                        od;
                    od;

                    G := GG;
                    index := index-1;

                fi;         # IsTrivial(C)

            fi;             # K = N

        fi;                 # factorsize[index] <> p

    od;

    # create output;
    # the p-core is the kernel of homomorphisms applied to workgroup
    lenhomlist := Length(homlist);
    if lenhomlist = 0  then
        pgenlist := [()];
    else
        pgenlist := [];
        for i in [1..lenhomlist] do
            for g in GeneratorsOfGroup( KernelOfMultiplicativeGeneralMapping(
                                            homlist[i] ) ) do
                for j in [1..i-1] do
                    g := PreImagesRepresentative(homlist[i-j],g);
                od;
                Add(pgenlist,g);
            od;
        od;
    fi;
    D := SubgroupNC(workgroup,pgenlist);
    if not ForAll(pgenlist,IsOne) then
        SetIsPGroup( D, true );
        SetPrimePGroup( D, p );
    fi;
    return D;
end );


#############################################################################
##
#M  SolvableRadical( <G> )  . . . . . solvable radical of a permutation group
##
##  the radical is the maximal solvable normal subgroup
##  output of routine: the subgroup radical of workgroup
##  reference: Luks-Seress
##
InstallMethod( SolvableRadical,
    "for a permutation group",
    [ IsPermGroup ],
    function(workgroup)
    local   n,          # degree of workgroup
            G,          # a factor group of workgroup
            list,       # the record workgroup.compositionSeries
            normals,    # gens for the subgroups in the composition series
            factorsize, # the sizes of factor groups in composition series
            index,      # loop variable running through the indices of
                        # subgroups in the composition series
            primes,     # list of primes in the factorization of numbers
            homlist,    # list of homomorphisms applied to workgroup
            lenhomlist, # length of homlist
            K, N,       # subnormal subgroups of G from composition series
            g,          # generator of K
            C,          # centralizer of N in K
            H,          # first solvable,
                        # then also abelian normal subgroup of G
            series,     # the derived series of H; H becomes abelian when it
                        # is redefined as last nontrivial term of series
            actionlist, # record of G action on transitive
                        # constituent pieces of H
            Ggens,      # generators of stab. chain of `G'
            i, j,       # loop variables
            image,      # list of images of generators of G
                        # acting on pieces of H
            GG,         # the image of G at this action
            hom,        # the homomorphism from G to GG
            map,        # natural homomorphism for radical.
            solvable,   # list of generators for the radical
            o,          # orbits of G
            b,          # blocks
            TryReduction;# function to test whether a hom. can reduce

    if IsTrivial(workgroup)  then
        return TrivialSubgroup(workgroup);
    fi;

    if IsSolvableGroup(workgroup) then
        return workgroup;
    fi;

    n := LargestMovedPoint(workgroup);
    G := workgroup;

    # if the degree is big, try to reduce it in a first step
    if n>1000 then

      TryReduction:=function(hom)
      local s,f,k,map;
        s:=Size(G)/Size(Image(hom)); # kernel size
        # is the kernel solvable? If yes we can go to the image
        f:=Collected(Factors(s));
        # at most 2 primes or all primes to power 1 -> Solvable
        if Length(f)<3 or ForAll(f,i->i[2]=1) then
          Info(InfoGroup,1,"solvable kernel size ",f);
          # OK, transfer result back
          k:=SolvableRadical(Image(hom));
          solvable:=PreImage(hom,k);
          map:=hom*NaturalHomomorphismByNormalSubgroup(Image(hom),k);
          SetKernelOfMultiplicativeGeneralMapping(map,solvable);
          AddNaturalHomomorphismsPool(G,solvable,map);
          return solvable;
        fi;
        return fail;
      end;

      # try orbits
      o:=ShallowCopy(Orbits(G,MovedPoints(G)));
      if Length(o)>1 then
        SortBy(o, Length);
        for i in o do
          Info(InfoGroup,1,"trying orbit length ",Length(o));
          hom:=ActionHomomorphism(G,i,"surjective");
          K:=TryReduction(hom);
          if K<>fail then
            return K;
          fi;
        od;
      fi;
      # try blocks on orbits
      for i in o do
        b:=Blocks(G,i);
        if Length(b)>1 then
          Info(InfoGroup,1,"trying blocks length ",Length(b));
          hom:=ActionHomomorphism(G,b,OnSets,"surjective");
          K:=TryReduction(hom);
          if K<>fail then
            return K;
          fi;
        fi;
      od;
    fi;

    list := CompositionSeries(G);
    # normals := Copy(list[1]);
    # factorsize := list[3];

    #was:
    #normals := List( [1..Length(list)-1],
    #                 i->ShallowCopy(StabChainMutable(list[i]).generators));
    # but not all subgroups in the comp.ser have their own stabchain.
    normals:=[];
    for i in [1..Length(list)-1] do
      if HasStabChainMutable(list[i]) then
        normals[i]:=ShallowCopy(StabChainMutable(list[i]).generators);
      else
        normals[i]:=ShallowCopy(GeneratorsOfGroup(list[i]));
      fi;
    od;

    factorsize := List([1..Length(list)-1],i->Size(list[i])/Size(list[i+1]));
    Add(normals, [()]);
    homlist := [];
    index := Length(factorsize);

    # try to find smallest subgroup in composition series with nontrivial
    # radical. The normal closure of this radical is a solvable normal
    # subgroup of G; taking commutator subgroups, find abelian normal
    # subgroup of G.
    # represent G acting on transitive constituent pieces of abelian normal
    # subgroup; kernel is abelian normal.
    # Take image at this action, and repeat
    while index > 0 do
        primes := Factors(Integers,factorsize[index]);

        # if the factor group is not cyclic, no chance for nontrivial radical
        if Length(primes) > 1  then
            index := index-1;
        else
            N := SubgroupNC(Parent(G),normals[index+1]);

            # define K := SubGroup(Parent(G),normals[index]);
            # N has trivial radical; check whether K has nontrivial one
            # K=N is possible when we work in homomorphic images of original
            if ForAll(normals[index], x -> x in N)  then
                index := index-1;
            else
                K := ClosureGroup( N,normals[index],
                                     rec( size:=factorsize[index]*Size(N) ) );
                Size(K);
                C := CentralizerNormalCSPG(K,N);

                # radical of K is cyclic or trivial; it has to show up in C
                if IsTrivial(C)  then
                    index := index-1;
                else
                    H := NormalClosure(G,C);
                    series := DerivedSeriesOfGroup(H);
                    H := series[Length(series)-1];

                    # at that moment, H is abelian normal in G
                    # define new action of G with H in the kernel
                    actionlist := ActionAbelianCSPG(H,n);

--> --------------------

--> maximum size reached

--> --------------------

[ Verzeichnis aufwärts0.55unsichere Verbindung  Übersetzung europäischer Sprachen durch Browser  ]

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge