Ciao. Quelli che seguono non sono necessariamente esercizi correlati.
1. Siano \( G \) e \( H=\langle h_1,\dots,h_n\rangle \) rispettivamente un gruppo e un sottogruppo di \( G \) generato da \( h_1,\dots,h_n\in G \); allora \( H \) è generato dall'unione \(\bigcup_{i=1}^n\langle h_i\rangle \) dei sottogruppi ciclici generati da ciascun \( h_i \).
Dimostrazione. Il sottogruppo \( H \) è il g.l.b. della famiglia dei sottogruppi di \( G \) contenenti gli \( h_i \), e di fatto il minimo. Allora basta provare che quell'unione, che già contiene ogni generatore di \( H \), è contenuta in ciascun sottogruppo di suddetta famiglia. Così è, perché se \( K\leqq G \) contiene ciascun \( h_i \), allora esso contiene anche ogni \( \langle h_i\rangle \). \( \square \)
2. Siano \( H_1,\dots,H_n \) sottogruppi di un gruppo \( G \). Allora \( H_1\cdots H_n \) è generato dall'unione \( \bigcup_{i=1}^n H_i \).
Dimostrazione. Innanzitutto, il prodotto degli \( H_i \) contiene ogni \( H_i \). Poi, quell'insieme è ancora il più piccolo sottogruppo contenente ciascun \( H_i \), perché se \( \bigcup_i H_i\subset K \), per un sottogruppo \( K \), allora ogni prodotto di \( h_i \) è in \( K \).
3. Che relazione c'è tra il prodotto di sottogruppi e il g.l.b. di una famiglia di sottospazi vettoriali di uno spazio \( V \)? Nel senso, posso definire la somma di una famiglia \( \left\{W_i\right\}_{i\in I} \) indicizzata da un insieme non necessariamente finito \( I \) come il sottospazio
\[
\sum_{i\in I} W_i:=\left\{w_1+\dots+w_n:\text{$ w_i\in\bigcup_{i\in I}{W_i} $, per ogni \( n\in\mathbb{N} \)}\right\}
\] ed è \( \bigvee \left\{W_i\right\}_{i\in I}=\sum_{i\in I} W_i \). In una famiglia \( \left\{H_i\right\}_{i\in I} \) di sottogruppi, posso sicuramente dare la stessa definizione (è la stessa definizione di fatto, data per il gruppo abeliano \( \left(V,{+}\right) \)), ma vale ancora che \( \bigvee \left\{H_i\right\}_{i\in I} \) è generato dall'unione degli \( H_i \)? A occhio mi pare di sì, che sia la stessa cosa solo riformulata per tenere conto della possibilità che \( I \) sia infinito.