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二元事业群是什么意思(半群)

2023-09-25 23:44:51栏目:商业
TAG: 任意  运算

很多朋友对于二元事业群是什么意思和什么是,半群不太懂,今天就由小编来为大家分享,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!

本文目录

  1. 什么是,半群
  2. 20以内的群数是什么意思
  3. 什么是导群
  4. 什么是交换群

什么是,半群

(这是关于《范畴论》一系列回答的第五篇,紧接在问题:”什么叫做一一变换?“之后,小石头将在本篇中对前面回答中遗漏的知识点进行补充。)

先回答题主的问题:简单来说,给集合赋予满足结合律的二元运算就是半群,具体分析如下:

自然数(包括零)是人类最早发现的一类数字,同时,加法运算也伴随着自然数一并产生。将全体自然数的集合记为N,则对于任意a,b∈N都有a+b∈N,可见加法运算在自然数集中封闭,于是加法运算就是二元函数,

+:N×N→N,(a,b)?a+b

早期劳动人民通过实践,还总结出,加法满足结合律,即,

(a+b)+c=a+(b+c)

于是连加,被写成:

a+b+c

没毛病!

紧接,古人有在加法基础上发明了乘法运算,它同样在自然数集中封闭,当然也是个二元运算,

·:N×N→N,(a,b)?a·b

同样满足结合律,

(a·b)·c=a·(b·c)

比较,(N,+)和(N,·),它们完全类似,于是数学家对它们进行了抽象,得到如下定义:

给定非空集合X,以及X上的二元运算°:X×X→X,如果该运算满足结合律,即,

(a°b)°c=a°(b°c)

则称(X,°)为半群,可简写为X。

(N,+)和(N,·)都是半群的实例,再观察还能发现,它们中分别存在0和1这样的特殊数字,使得:

a+0=0+a=a

a·1=1·a=a

于是数学家继续抽象:

在半群(X,°)中如果存在e∈X,使得:

e°a=a°e=e

则称(X,°)为幺半群,称e为幺元。

(N,+)和(N,·)也都是幺半群的实例。

幺半群的实例很多,比如:

将,整数集、有理数集、实数集、复数集分别记为Z、Q、R、C,则(Z,+)、(Z,·)、(Q,+)、(Q,·)、(R,+)、(R,·)、(C,+)、(C,·)都是幺半群;

用K?表示K中大于0的元素,则(Q?,·)是幺半群,而(Z?,+)只是半群不是幺半群;

Mn(K)表示数域K上的全体n阶方阵,则Mn(K)在矩阵的乘法运算下构成幺半群,单位矩阵E就是其中的幺元;

在任意范畴C中,函子的复合运算°也满足结合律,但是复合运算仅仅是MorC上有条件的二元元素,即,

°:MorC×MorC?MorC

必须满足codf=domg的条件g°f才存在,所以(MorC,°)一般来说并不是幺半群。

但是考虑只含有一个对象的范畴,例如,前文中提到的由一个对象R和全体R上的实数函数构成的范畴?,可以保证满足条件,而1?则是幺元,于是类似这样的范畴全体态射和复合运算构成幺半群。首次启发,对于C中任意对象A,Hom(A)关于复合运算也构成幺半群。

函子范畴Funct(A,B)对于其中任意函子F:A→B,其上所有自由变换在自由变换的复合运算下构成幺半群,其中1?是幺元。

除了以上这样已有的幺半群,给定任意集合X我们还可以构造一个幺半群Y,构造方法如下:

将X看做字母表,其中的元素称为字母;

令Y是所有以X为字母的单词的组成的集合;

把Y中任意两个单词x,y拼接在一起,得到的xy依然是单词,于是将这种拼接定义为在Y上二元运算为,即,x°y=xy;

将空白”“视作字母,则有x°=x=°x,将其作为幺元加入Y;

最终,我们就得到了一个幺半群,称为自由幺半群。

实际的构造过程如下:

最初令Y=X;

任取Y中两个元素x和y,如果xy不属于Y则令Y=Y∪{xy},一直重复这个过程;

最后令Y=Y∪{”“};

例如:

如果X={a,b,c}则构造结果为Y={”“,a,b,c,ab,ac,bc,ba,ca,cb,aabb,...}

给定一个集合X,以其作为字母表,我们可以构造一个自由幺半群Y,反过来,给定一个自由幺半群Y,我们也可以筛选出作为其字母表的集合X。

观察,(Z,+)和(Q,·)我们发现,它们还有共同点:

对于任意a∈Z,都有b=-a∈Z使得a+b=b+a=0;

对于任意a∈Q,都有b=1/a∈Z使得a·b=b·a=1;

于是数学家规定,

如果幺半群(X,°)满足,

对于任意a∈Y,都有存在b∈Y使得a°b=b°a=e,则该幺半群为群,称b为a的逆元,记为a?1。

有了以上这些抽象的代数系统的定义,数学家就可通过研究它们得到普遍性的数学结论,研究抽象代数系统的数学称为《抽象代数》。

如果两个群G和G'之间的函数f:G→G'如果对于任意a,b∈G,都满足:

f(a°b)=f(a)°f(b)

则称f为群同态。再如果f又是双射,则称f为群同构,并称G和G'同构,记为,G?G'。

群同态的函数复合还是群同态;每个群上的恒等变换是群同构。

于是,以全体群作为对象与群之间的全体群同态作为态射,组成一个范畴,记为Grp。

考虑函子F:Grp→Set,它将Grp的每个群X映射为Set中的集合X,Grp的每个群同态f映射为Set中的函数f,我们称这类函子为忘却函子。

群是不能为空的,最小的群是只含有幺元e的群,称为平凡群。在Grp平凡群既是初始对象又是终止对象,故它是零对象。

设,e'是G'的幺元,定义集合:

Ker(f)={x∈G|f(x)=e}

称Ker(f)为f的同态核。

那么,我们如何将同态核的概念用范畴的语言来表示呢?

显然Ker(f)?G,因此存在含入映射映射:i:Ker(f)→G。

可以证明Ker(f)是一个群,而i是群同态,故Ker(f)是Grp的对象,i是Grp的态射。

又可以定义常值群同态z:G→G',z(x)=e',这样就有了:

zi=c

zi=c

即,

zi=fi

这满足等子的条件。于是只要能保证z的存在我们就可以利用等子来表达同态核。

先看z是一个什么东西?

由于z是常值的,于是z是常态射,同时不难发现z还是余常态射,于是z是零态射。

经过数学家研究,发现如下定理:

如果范畴C中存在零对象,那么对于任意对象A,B必然存在唯一的零态射z:A→B。

(由于篇幅有限,定理证明略。)

这样,我们就可给同态核下如下定义:

在有零对象的范畴C中,对于任意态射f:A→B,设,z是A到B的零态射,称f和z的等子为f的核,记为ker(f)。

我们还可以定义核的对偶概念:

在有零对象的范畴C中,对于任意态射f:A→B,设,z是A到B的零态射,称f和z的余等子为f的余核,记为coker(f)。

在Grp中群同态f不讲余核,余核是另一种抽象代数系统模中关于模同态的概念。

末尾,我们来聊一下,霍姆函子H?,H?:C→Set,A∈ObC的一些有趣特性。

给定C中的任意满态射f:B→C,如果对于任意态射g:A→C都有h:A→B,使得

fh=g

则H?(f):Hom(A,B)→Hom(A,C)一定是满同态,反之亦然。为什么呢?

由fh=g知H?(f)(h)=g,即,对于任意g∈Hom(A,C)都存在h∈Hom(A,B)使得H?(f)(h)=g,这符合满射的定义,于是H?(f)是满同态。

这个推理过程可逆,因此反之亦然。

类似地,给定C中的任意满态射f:C→B,如果对于任意态射g:C→A都有h:B→A,使得

hf=g

则H?(f):Hom(C,A)→Hom(B,A)一定是满同态,反之亦然。证明和上面的类似。

如果对于C中的任意两个不同态射f,g:B→C,f≠g,都有h:A→B使得

fh≠gh

则H?一定是可信函子,反之亦然。为什么呢?

由fh≠gh知H?(f)(h)=H?(g)(h),故H?(f)≠H?(g),于是得到:f≠g?H?(f)≠H?(g),其逆反命题为:H?(f)=H?(g)?f=g,这符合单射的定义,所以H?在每个Hom(B,C)到Hom(H?(B)=Hom(A,B),H?(C)=Hom(A,C))上都是单射,因此H?是可信函子。

这个推理过程可逆,因此反之亦然。

类似地,如果对于C中的任意两个不同态射f,g:B→C,f≠g,都有h:C→A使得

hf≠hg

则H?一定是可信函子,反之亦然。证明和上面的类似。

好了由于篇幅有限,这个回答到这里了。能坚持看到这里的条友们,一定是对范畴论抱有极大热情的,同时也能从中获得无比的快乐。小石头在写这些回答的时候,是非常享受的,因为将这份乐趣也分享给大家。

下一篇回答,小石头将会介绍范畴论中的最华彩乐章——伴随,尽请关注。

(最后,由于小石头数学水平有限,出错在所难免,欢迎大家批评指正,非常感谢!)

20以内的群数是什么意思

在数学中,群表示一个拥有满足封闭性、满足结合律、有单位元、有逆元的二元运算的代数结构,包括阿贝尔群、同态和共轭类。有限群就是具有有限多个元素的群。群数就是2个2个的数,3个3个的数,4个4个的数,5个5个的数……读音是群数(shǔ)。20以内的群数有4,9,16三个。

什么是导群

在抽象代数中,一个群的交换子或换位子是一个二元运算子。设g及h是群G中的元素,他们的交换子是g-1h-1gh,常记为[g,h]。只有当g和h符合交换律(即gh=hg)时它们的交换子才是这个群的单位元。一个群G的全部交换子生成的子群叫做群G的导群,记作D(G)。

什么是交换群

交换群亦称阿贝尔群,是一种重要的群类。对于群G中任意二元a,b,一般地,ab≠ba.若群G的运算满足交换律,即对任意的a,b∈G都有ab=ba,则称G为阿贝尔群。由于阿贝尔(Abel,N.H.)首先研究了交换群,所以通常称这类群为阿贝尔群。

好了,关于二元事业群是什么意思和什么是,半群的问题到这里结束啦,希望可以解决您的问题哈!