群
定义1. 称代数结构为半群(semigroups),如果 * 运算满足结合律.当半群含有关于 * 运算的么元,则称它为独异点(monoid),或含么半群.
典型的半群:,,< S*,并置>
(资料图片仅供参考)
定义2. 称代数结构为群(groups),如果 (1)为一半群. (2)中有么元e. (3)中每一元素都有逆元.或者说,群是每个元素都可逆的独异点.群的载体常用字母G表示 ,因而字母G也常用于表示群.
定义3. 设 为一群. (1)若 * 运算满足交换律,则称G为交换群或阿贝尔群(Abel group).阿贝尔群又称加群,常表示为(这里的 + 不是数加,而泛指可交换二元运算.回忆: *常被称为乘).加群的么元常用0来表示,常用-x来表示x的逆元. (2) G为有限集时,称G为有限群(finite group),此时G的元素个数也称G的阶(order);否则,称G为无限群(infinite group).
例如:
(1)(整数集与数加运算)为一阿贝尔群(加群),数0为其么元.< N,+ >不是群.因为所有非零自然数都没有逆元. (2)(正有理数与数乘)为一阿贝尔群,1为其么元. 不是群,因为数0无逆元. (3)为一k阶阿贝尔群, 数0为其么元 . (4)设P为集合A上全体双射函数的集合,○为函数合成运算.那麽 < P, ○ >为一群.A上恒等函数E A为其么元。< P, ○ >一般不是阿贝尔群.
环
定义1. 称代数结构为环(ring),如果 (1)是阿贝尔群(或加群). (2)是半群. (5)乘运算对加运算可分配,即对任意元素a,b,c ∈R,有a(b+c)= ab+ac , (b+c)a = ba+ca
例如:
(1)(I为整数集,+,·为数加与数乘运算)为一环. (2)所有整数分量的n ×n方阵集合Mn与矩阵加运算(+)及矩阵乘运算(◦)构成一环,即,< Mn ,+ , ◦ > 为环. (3)所有实系数多项式(以x为变元)的集合R[x]与多项式加,乘运算构成环,即< R[x],+,·>为环. (4)<{0},+,·>(其中0为加法么元、乘法零元)为一环,称为零环。(其它环至少有两个元素.) (5)<{0,e},+,·>(其中0为加法么元、乘法零元,e为乘法么元)为一环.
定义2. 环< R,+,·>中·运算满足交换律时,称 R为交换环(commutative rings),当·运算有么元时,称R为含么环(ring with unity).
定义3. 设< R,+,·>为环,若有非零元素 a,b满足 ab = 0,则称a,b为R的零因子(divisor of 0),并称R为含零因子环,否则称R为无零因子环.
例如,是零因子环.
定义4. 设< R,+,·>不是零环.称 R为整环(1ntegra1 domain),如果< R,+,·>是含么、交换、无零因子环.
例如:是整环,及< M2 ,+ , ◦ >不是整环.注意<{0},+,·>也不是整环,它是零环.
定义5. 设< R,+,·>为环,称代数结构< S,+,·>为R的子环(subring),如果 (1) 为的子群(正规子群). (2) 为的子半群.
显然,当为的子代数系统,并且S对(关于 + 的)求逆运算“-”封闭,那么为的子环.另外,由于乘对加的分配律在中沿袭下来,因此子环必定是环.
定义6. 设为环的子环.称为R的理想子环,简称理想(ideals),如果对任意的r∈R,d∈D,有rd∈D,dr∈D .当D=R或D={0}时,称< D,+,·>为< R,+,·>平凡理想.
定义7. 代数结构< R[x],+,·>(+,·分别是R-多项式的加、乘运算)称为R-多项式环(ring of polynomial).其中R[x]表示所有R上的多项式集合,容易证明R-多项式环确为一环,因为加运算满足结合律、交换律,它有么元f(x)=0(零多项式),每一f(X)ÎR[x]都有加法逆元-f(x);而乘运算满足结合律、交换律,它有么元f(x= e (零次多项式e)
域
定义1. 称< F,+,·>为域(fields),如果< F,+,·>为一环,且< F-{0},·>为阿贝尔群.
由于群无零因子,因此域必定是整环.事实上,域也可定义为每个非零元素都有乘法逆元的整环.
例如:为域,但不是域,因为在整数集中整数没有乘法逆元.为域,1和4的逆元是4和1,2和3互为逆元.但不是域,它甚至不是整环,同为它有零因子,例如2,3,它们没有乘法逆元.
参考文献: http://59.67.71.237:8080/discrete/xxwb/jdck/cks/
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