【离散数学】代数结构

简介: 1. 封闭性2. 可交换3. 可结合4. 可分配5. 吸收律6. 等幂的7. 幺元8. 零元9. 逆元10. 广群11. 半群 12. 子半群13. 独异点 14. 群 15. 子群16. 阿贝尔群(交换群) 17. 循环群18. 陪集19. 拉格朗日定理20. 环21. 整环22. 域

1. 封闭性

若 ∀ x∈A,y∈A,都有 xy∈A ,则称二元运算在A上是封闭的

2. 可交换

若 ∀ x∈A,y∈A,都有 xy = yx ,则称二元运算*是可交换的

3. 可结合

若 ∀ x∈A,y∈A,都有 (xy)z=x(yz) ,则称二元运算*是可结合的

4. 可分配

若 ∀ x∈A,y∈A,z∈A,都有 x(y▲z)=(xy)▲(xz) 且 (y▲z)x=(yx)▲(zx) ,则称运算*对于运算▲是可分配的

5. 吸收律

若 ∀ x∈A,y∈A,都有 x(x▲y)=x 且 x▲(xy)=x,则称运算*和运算▲满足吸收律

6. 等幂的

若 ∀ x∈A,都有 xx=x,则称运算是等幂的

7. 幺元

若 ∀ x∈A,∃e∈A,都有 ex=x ,则称e为A中关于运算的左幺元;

若 ∀ x∈A,∃e∈A,都有 xe=x ,则称e为A中关于运算的右幺元;

若A中一个元素e,它既是左幺元又是右幺元,则称e为A中关于运算*的幺元。

显然,∀ x∈A,有 ex=xe=x

8. 零元

若 ∀ x∈A,∃θ∈A,都有 θx=x ,则称θ为A中关于运算的左零元;

若 ∀ x∈A,∃θ∈A,都有 xθ=x ,则称θ为A中关于运算的右零元;

若A中一个元素θ,它既是左零元又是右零元,则称θ为A中关于运算*的零元。

显然,∀ x∈A,有 θx=xθ=θ

注:当A中元素个数大于1,并且存在幺元e和零元θ时,e≠θ

9. 逆元

代数系统<A,>,e是A中关于运算的幺元

若 ∃a∈A,∃b∈A,使得 b*a=e,那么称b为a的左逆元;

若 ∃a∈A,∃b∈A,使得 a*b=e,那么称b为a的右逆元;

若A中一个元素b,它既是a的左逆元又是右逆元,则称b是a的一个逆元。

显然,若b是a的逆元,那么a也是b的逆元

注:左逆元与右逆元不一定相等,一个元素可以只有左逆元而没有右逆元,一个元素不一定只有一个左逆元或右逆元

注:当*是可结合的运算,A中每个元素都有左逆元,则左逆元必是右逆元且每个元素逆元唯一

10. 广群

①封闭性

代数系统<S,>,S非空,是S上的一个二元运算

若运算是封闭的,则称<S,>为广群

11. 半群

①封闭性

②可结合

代数系统<S,>,S非空,是S上的一个二元运算

若运算是封闭的,可结合的,则称<S,>为半群

注:S是一个半群,如果S是一个有限集,则必有a∈S,使得a*a=a

12. 子半群

①半群D

②B⊆D

③B是封闭的

代数系统<S,>,S非空,是S上的一个二元运算

若B⊆S且B是封闭的,那么称B是S的子半群

13. 独异点

①半群

②幺元

含有幺元的半群称为独异点

注:设<S,>是一个独异点,则在关于运算的运算表中任何两行或两列都是不相同的

14. 群

代数系统<G,>,G非空,是G上的一个二元运算

①封闭性

②可结合

③存在幺元

④∀x∈G,都存在逆元

即独异点加逆元=群

注:在群中,除幺元e外,不可能有任何别的等幂元

15. 子群

群G,S是G的非空子集,S也构成群,则S是G的子群

注:S为G的子群,则G中的幺元e必定是S中的幺元

注:若S={e}或S=G,则称S是G的平凡子群

16. 阿贝尔群(交换群)

①群

②可交换

若群<G,>中的运算是可交换的,则称为阿贝尔群

注:G为阿贝尔群的充分必要条件是 ∀a,b∈G,有(ab)(ab)=(aa)(bb)

17. 循环群

①∃a∈群G,所有元素都由a的幂组成

注:a称为循环群的生成元

注:任何一个循环群必定是阿贝尔群

注:一个循环群的生成元可以不是唯一的

18. 陪集

<G,>是一个群,<H,>是群G的一个子群,a∈G,则集合{a}H称为由a所确定的H在G中的左陪集,H{a}称为右陪集,元素a称为陪集的代表元素

19. 拉格朗日定理

若G为有限群,|G|=n,|H|=m,则 m|n (n整除m)

20. 环

代数系统<A,★,* >:

①<A,★>是阿贝尔群

②<A,* >是半群

③运算 * 对于运算★是可分配的

21. 整环

代数系统<A,+,● >:

①<A,+>是阿贝尔群

②<A,●>是可交换独异点,且无零因子

③运算●对于运算+是可分配的

注:在整环中的无零因子条件等价于乘法消去律,即对于c不等于θ和c●a=c●b,必有a=b

22. 域

代数系统<A,+,● >:

①<A,+> 是阿贝尔群

②<A-{0},●>是阿贝尔群

③运算●对于运算+是可分配的

注:有限整环必定是域

注:域一定是整环

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