Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лекция дискрет 09

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
11.03.2016
Размер:
2.92 Mб
Скачать

Лекция № 9 06 ноября 2015 г.

Глава 2. Алгебраические структуры

§ 2.2. Примеры алгебр

Алгебра [ M; Ω ]

Модель [ M; Θ ]

Алгебра – множество М с заданной на нём совокупностью операций Ω = { φ1, φ2, … , φm, … }, т.е. структура

A = [ M; φ1, φ2, … , φm, … ]

М– основное множество (носитель) алгебры А

Ω= { φ1, φ2, … , φm, … } – сигнатура алгебры А

Тип алгебры А – вектор арностей её операций

Алгебра типа (2) - [аддитивная / мультипликативная]

 

полугруппа / группа

 

Полугруппа – алгебра с одной ассоциативной операцией

+ коммутативность

элемент

Абелева (коммутативная) полугруппа

+ нейтральный элемент

+ нейтральный

Моноид

+ обратный элемент

Группа

 

Примеры групп и полугрупп из § 2.1:

[ R \ { 0 }; ] – мультипликативная коммутативная группа

[ N- { 0 } N+; + ] – аддитивная коммутативная группа

[ {Mn}; ] – мультипликативная некоммутативная группа

({Mn} – множество любых квадратных матриц n-ого порядка;- матричное умножение)

[ {Mn}; ] – мультипликативный некоммутативный моноид

(единица – матрица с единичной диагональю; {Mn} – множество невырожденных квадратных матриц n-ого порядка;- матричное умножение)

[ B (M); ] – аддитивный коммутативный моноид (ноль –

пустое множество )

[ B (M); ] – мультипликативный коммутативный

моноид (единица – множество М, выполняющее роль универсума)

y

c

 

b

 

 

α

 

x

Абелева группа обобщённых

 

 

a

 

 

 

пифагоровых троек [ P; ]

 

 

 

 

Модель скрещивания КРС-

моноид [ { a, b, c, d }; ]

2) Алгебры преобразований

Преобразование множества М – всюду определённое функциональное соответствие f: M Μ (§ 1.2)

Преобразование конечного множества M = { m1, m2, … , mn } - постановка в соответствие каждому элементу mi M элемента mj M того же множества (не требуя при этом сюръективность и инъективность), например:

M = { 1, 2, 3 }

 

1

2

3

 

 

1

2

3

α =

 

 

 

 

β =

 

 

 

 

 

 

 

1

2

2

 

3

3

2

 

 

 

 

 

 

 

Композиция

 

преобразований – последовательное

 

 

выполнение двух преобразований:

 

 

 

 

 

αΔβ =

1

2

3

 

βΔα =

1

2

3

 

 

 

 

3

3

3

 

 

 

2

2

2

 

 

 

По построению: операция – ассоциативная. Общее количество преобразований множества M = { 1, 2, 3 } – 33 = 27

Множество всех преобразований T(M) = { α1, α2, … , α27 } в силу своей исчерпывающей полноты замкнуто относительно операции Δ, значит, алгебра [ T(M); ] - полугруппа

Видели на простейшем примере: возможно αΔβ βΔα, значит, в общем случае алгебра [ T(M); ] – некоммутативная

Опять же, в силу своей исчерпывающей полноты множества всех преобразований T(M) = { α1, α2, … , α27 }, в нём имеется, в том числе, тождественное преобразование

Очевидно: αi

1

2

3

=

1

2

3

αi = αi

моноид

1

2

3

1

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нет инъективности нет гарантии обратного преобразования Итак, некоммутативный моноид преобразований конечного множества M = { 1, 2, 3 }

В T(M) построим подмножество T (M), замкнутое относительно

операции

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α =

1

2

3

 

 

 

1

2

3

 

 

2

1

2

3

 

 

 

 

 

β =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

2

 

 

3

3

2

 

γ = β =

2

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ = αΔβ =

1

2

3

 

 

 

1

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

ζ = βΔα =

 

 

 

3

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результат применения операции

 

 

Правый операнд

 

 

 

 

 

 

 

 

операнд

 

α

β

γ

δ

ζ

 

 

 

 

 

 

α

α

δ

ζ

δ

ζ

 

 

 

 

 

 

β

ζ

γ

β

δ

ζ

Левый

γ

ζ

β

γ

δ

ζ

 

 

 

 

 

 

δ

ζ

ζ

δ

δ

ζ

 

 

 

 

 

 

ζ

ζ

ζ

ζ

δ

ζ

 

 

 

 

 

 

 

 

– в таблице Кэли:

Построена некоммутативная полугруппа преобразований множества М = { 1, 2, 3 } с

операцией и основным множеством Т (М) = { α, β, γ, δ, ζ }

 

 

Правый операнд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

операнд

 

α

β

γ

δ

ζ

ε

 

 

 

 

 

 

 

α

α

δ

ζ

δ

ζ

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β

ζ

γ

β

δ

ζ

β

Левый

 

 

 

 

 

 

 

γ

ζ

β

γ

δ

ζ

γ

 

 

 

 

 

 

 

δ

ζ

ζ

δ

δ

ζ

δ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ζ

ζ

ζ

ζ

δ

ζ

ζ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

α

β

γ

δ

ζ

ε

 

 

 

 

 

 

 

 

Дополним Т (М) тождественным преобразованием

1 2 3

ε =

1 2 3

и включим в таблицу Кэли строку и столбец, получим моноид – полугруппу преобразований множества с нейтральным элементом

В связи с отсутствием инъективности обратное преобразование в общем случае не определено, поэтому требование из определения группы не выполнено