Свойства группы.
1) В группе G
нейтральный элемент и
симметричный элемент.
Доказательство следует из теорем 1 и 2.
2) Для
уравнения
имеют единственное решение:
,
.
Доказательство.
Покажем, что
– решение уравнения
.
Имеем:
,
т.е.
− решение.
Если z
– другое решение, то
после умножения слева на
![]()
x
– единственное решение. Аналогично для
другого уравнения.
3) Закон сокращения
в группе. Если
.
Доказательство следует из свойства 2).
Важный пример
(группа
перестановок степени
).
Пусть
− произвольное множество из
элементов; например,
![]()
Определение 8.
Перестановкой
степени
называется
взаимнооднозначное
отображение множества
в
.
Множество всех
перестановок степени
обозначается
.
Каждую перестановку будем в дальнейшем
обозначать строчной буквой греческого
алфавита:
Перестановка изображается двурядным
символом:
.
Такой символ
обозначает отображение
![]()
Утверждение 1.
Число
различных перестановок степени
равно
Доказательство.
В качестве первого элемента
можно выбрать любой из
элементов,
в качестве второго − любой из оставшихся
элементов, и т.д. Всего различных
возможностей выбора
Таким образом,
■
На множестве перестановок вводится операция умножения по формуле
Например, если
то
![]()
Утверждение 2.
Множество
образует группу, не являющуюся
коммутативной.
Доказательство.
Вначале проверим ассоциативность
умножения. Пусть
и
Тогда по определению легко проверить
выполнение равенства
Тождественная перестановка является
нейтральным элементом в рассматриваемом
множестве, симметричный элемент
получается перестановкой строк.
Некоммутативность легко проверяется
на предыдущем примере.■
3°. Кольцо, свойства кольца.
В алгебре изучаются множества и с несколькими, например, с двумя, алгебраическими операциями.
Определение 9.
Непустое множество K
называется кольцом
и обозначается (K
),
если выполняются условия:
1) (K, +) – абелева группа.
2) умножение ассоциативно, т.е.
![]()
3) умножение дистрибутивно относительно сложения, т.е.
,
.
Кольцо называется коммутативным (понятия абелева кольца нет!!!), если умножение коммутативно. Если относительно умножения существует нейтральный элемент, то кольцо называется кольцом с единицей.
Примеры колец.
-
(Z; +;
),
(Q,
+,
),
(R,
+,
)
образуют коммутативное кольцо с единицей
относительно обычных операций сложения
и умножения. -
Множество {0}, содержащее лишь одно число 0, образует кольцо, называемое нулевым кольцом.
-
Множество
непрерывных
на отрезке
функций с операциями + и
,
определенными следующим образом:
,
,
образует коммутативное кольцо с единицей.
-
Множество V3 всех векторов пространства относительно операций сложения векторов и векторного произведения векторов, образует кольцо.
-
Рассмотрим пространство битовых строк (последовательностей длины
,
состоящих из нулей и единиц), относительно
операций
(исключающее «или») и
(логическое умножение), которые задаются
таблицами:
|
|
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
Например, (1010)
(0110)=(1100);
(1010)
(0110)=(0010).
Операции
и
−
алгебраические, нейтральный элемент –
нулевая битовая строка (0…0). Для каждой
битовой строки противоположным элементом
является эта же битовая строка.
Доказательство коммутативности,
ассоциативности операций
и
и дистрибутивность логического умножения
относительно операции
сводятся к доказательству этих свойств
для битовых строк длиной 1, которое
проводится прямыми вычислениями. Т.о.,
пространство битовых строк с операциями
,
является кольцом, которое обозначается
.
Это кольцо является ассоциативным
кольцом с единицей.
Так как (
;+)
абелева группа, то
противоположный элемент
.
Поэтому в К
можно ввести операцию вычитания:
.В
силу свойства группы
единственное решение уравнения
.
