学习笔记|群、环、域

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darkpard 发表于 2021/09/02 22:20:54 2021/09/02
【摘要】 学习笔记|欧氏空间与向量空间中留下了一个问题,即,什么是域?让我们从头梳理。1. 代数的演进1.1. 算术算术是数学中最古老、最基础、最初等的部分,是研究数、数的性质、数的运算(含四则运算、平方根、对数等等)的数学。1.2. 初等代数初等代数是算法的推广与发展,是以解方程为中心的数学。高等代数与初等代数是一个东西,但更加系统。1.3. 抽象代数抽象代数是研究代数结构的科学。通俗地讲,一个代数...

学习笔记|欧氏空间与向量空间中留下了一个问题,即,什么是域?
让我们从头梳理。

1. 代数的演进

1.1. 算术

算术是数学中最古老、最基础、最初等的部分,是研究数、数的性质、数的运算(含四则运算、平方根、对数等等)的数学。

1.2. 初等代数

初等代数是算法的推广与发展,是以解方程为中心的数学。
高等代数与初等代数是一个东西,但更加系统。

1.3. 抽象代数

抽象代数是研究代数结构的科学。通俗地讲,一个代数结构就是一个集合加一套运算规则。主要的代数结构即为群、环、域和向量空间。
从抽象代数的视角来看,初等代数只考虑了实数和复数代数结构。

主要概念:

(1)集合

集合是初等代数中数的概念的延伸,是指具有某种特定性质的事物的总体,可以用S表示。其中的个体称为元素,可以用s表示。

(2)二元运算

二元运算是初等代数中四则运算概念的延伸,将元素a,b∈S映射为元素f(a,b),可以用f表示。
若对∀a,b∈S,有f(a,b)∈S,则二元运算f在集合S上具有封闭性。

(3)单位元

单位元是1的抽象,它是集合中的特殊元素。若∃e∈S,对∀a∈S,有f(a,e)=f(e,a)=a,则称元素e为集合S的二元运算f单位元。

(4)零元

零元是0的抽象,它也是集合中的特殊元素。若∃0∈S,对∀a∈S,有f(a,0)=f(0,a)=0,则称元素0为集合S的二元运算f零元。

(4)逆元素

逆元素是负数概念的延伸。∀a,b∈S,若f(a,b)=e,e为S的f单位元,则称a,b互为对方的逆元素。

(5)结合律

∀a,b,c∈S,若f(f(a,b),c)=f(a,f(b,c)),则称f具有结合律。

(6)交换律

∀a,b∈S,若f(a,b)=f(b,a),则称f具有交换律。

1.4. 线性代数

线性代数是以向量空间和线性变换为研究对象的抽象代数。

2. 群

2.1. 原群

定义集合S及其上的二元运算f,若f在S上具有封闭性,则V=(S,f)称为原群。

2.2. 半群

若原群V=(S,f)上的二元运算f满足结合律,则称V为半群。

2.3. 幺半群

若半群V=(S,f)上有一个单位元,则称V为幺半群。

2.4. 群

若幺半群V=(S,f),对∀a∈S,存在逆元,则称V为群。

2.5. 阿贝尔群

若群V=(S,f)满足交换律,则称V为阿贝尔群,也叫交换群。

3. 环

3.1. 环

若V=(S,f)为交换群,V=(S,g)为幺半群,且对∀a,b,c∈S,有

  1. g(a,f(b,c))=f(g(a,b),g(a,c))
  2. g(f(b,c),a)=f(g(b,a),g(c,a))
    (S,f,g)称为环。

3.2. 交换环

若环(S,f,g)中,二元运算g满足交换律,则称(S,f,g)为交换环。

3.3. 整环

若环(S,f,g)中g有单位元且S无零元,则称(S,f,g)为整环。

4. 域

若整环(S,f,g),对∀a∈S,二元运算g存在逆元,则称(S,f,g)为域。
(R,+,*)为实数域,一般记为R。

参考文献:

【1】http://sparkandshine.net/algebraic-structure-primer-group-ring-field-vector-space/#1
【2】https://blog.csdn.net/cw397265362/article/details/116269398 【3】https://baike.baidu.com/item/%E5%B9%BA%E5%8D%8A%E7%BE%A4/9813166?fr=aladdin 【4】https://baike.baidu.com/item/%E6%95%B4%E7%8E%AF/10482730?fr=aladdin

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