概述
目录
9.1 二元运算及其性质
9.2 代数系统
9.3 代数系统的同态与同构
9.1 二元运算及其性质
定义9.2 设S为集合,函数f:SSS称为S上的二元运算,简称为二元运算。
定义9.2 设S为集合,函数f:SS 称为S上的一个一元运算,简称为一元运算。
定义9.3 设 为S上的二元运算。如果对于任意的x,y,z∈S都有
x y = y z
则称运算在S上是可交换的,或者说运算在S上适合交换律。
定义9.4 设 为S上的二元运算。如果对于任意的x,y,z∈S都有
(x y) z = x (y z)
则称运算在S上是可结合的,或者说运算在S上适合结合律。
定义9.5 设 为S上的二元运算。如果对于任意的x∈S都有
x x = x
则称该运算适合幂等律。
如果S中的某些x满足x x = x,则称x为运算的幂等元。易见如果S上的二元运算 适合幂等律,则S中的所有元素都是幂等元。
定义9.6 设 和 是S上的两个二元运算,如果对任意的x,y,z∈S有
x (y z) = (x y) (x z)
(y z) x = (y x) (z x)
则称运算 对 是可分配的,或者说 对 适合分配律。
定义9.7 设 和 是S上的两个可交换的二元运算,如果对于任意的x,y都有
x (x y) = x
x (x y) = x
则称 和 满足吸收律。
定义9.8 设 为S上的二元运算,如果存在(或),使得老夫i任何x属于S都有
x = x (或x = x)
则称(或)是S中关于 的一个左单位元(或右单位元)。若e关于 运算既是左单位元又是右单位元,则称e为S上关于 的单位元,单位元也可以称作幺元。
定理9.1 设 为S上的二元运算,和分别为 运算的左单位元和右单位元,则有
= = e
且e为S上关于 的唯一的单位元。
定义9.9 设 为S上的二元运算,若存在元素(或)∈S,使得对于任意的x∈S有
x = (或x = )
则称(或)是S上关于 运算的左零元(或右零元)。若∈S关于 运算既是左零元又是右零元,则称为S上的关于 运算的零元。
定理9.2 设 为S上的二元运算,和分别为 运算的左零元和右零元,则有
= =
且 是S上关于 运算的唯一的零元。
定理9.3 设 为S上的二元运算,e和分别为 运算的单位元和零元。如果S至少有两个元素,则e≠。
定义9.10 设 为S上的二元运算,e为该运算的单位元,对于x∈S如果存在∈S(或∈ S),使得
x = e (或x = e)
则称(或)是x的左逆元(或右逆元)。若y∈S既是x的左逆元又是x的右逆元,则称y是x的逆元。如果x的逆元存在,则称x是可逆的。
定理9.4 设为S上的二元运算,e为该运算的单位元,对于x∈S如果存在左逆元和右逆元,则有
且y是x的唯一的逆元。
定义9.11 设为S上的二元运算,如果对于任意的x,y,z∈S,满足以下条件:
(1)若x y = x z且x ≠ ,则y = z;
(2)若y x = z x且x ≠ ,则y = z;
那么称 运算满足消去律,其中(1)称作左消去律,(2)称作右消去律。
9.2 代数系统
定义9.12 非空集合S和S上k个一元或二元运算 ,,···,组成的系统称作一个代数系统,简称为代数,记作 <S,,,···,>。
定义9.13 如果两个代数系统中运算的个数相同,对应运算的元数相同,且代数常数的个数也相同,组成这两个代数系统具有相同的构成成分,也称它们是同类型的代数系统。
在规定了一个代数系统的构成成分,即集合、运算以及代数常数以后,如果再对这些运算所遵从的算律加以限制,那么满足这些条件的代数系统就具有完全相同的性质,从而构成了一类特殊的代数系统。例如,代数系统 V=<S,>,其中是一个可结合的二元运算,就代表了一类特殊的代数系统——半群。许多具体的代数系统,如<Z,+>,<R,+>,<(R),> ,<P(B),U>等都是半群。又如代数系统 V=<S,,>,其中和是二元运算,并满足交换律、结合律、幂等律和吸收律,那么代表了另一类特殊的代数系统——格。
定义9.14 设V = <S,,,···,>是代数系统,B S。如果B对,,···,都是封闭的,且B和S含有相同的代数常数,则称<B,,,···,>是V的子代数系统,简称为子代数。有时将子代数系统简记为 B。
定义9.15 设 =<A,>和 =<B,>是同类型的代数系统,和为二元运算,在集合AB上定义二元运算如下。
<,>,<,>∈AB
有
<,> <,> = <,>
称 V=<AB,>为与的积代数,记作。这时也称和为V的因子代数。
定理9.5 设=<A,>和=<B,>是同类型的代数系统, = <AB,>是它们的积代数。
(2)如果 和 ( 和 )分别为 和 运算的单位元(零元),那么<,>(<,>)也是 运算的单位元(零元);
9.3 代数系统的同态与同构
定义9.16 设 V=<A,>和 V=<B,>是同类型的代数系统f:AB,且x,y∈A有
f(x y) = f(x) f(y)
则称f是 到 的同态映射,简称为同态。
根据同态映射的性质可以将同态分为单同态,满同态和同构,即:f 如果是单射的,则称作单同态;如果是满射的,则称作满同态,这时称是的同态像,记作 ~ ;如果是双射的,则称作同构,也称代数系统同构于,记作。
自同态。类似地,可以定义单自同态、满自同态和自同构。
本文由作者参考《离散数学(第2版)屈婉玲 著》 整理而成,仅用于期末考试复习用。
最后
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