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1、第三篇代数系统信息科学与工程学院王新红5-3半群和独异点半群是一种特殊的代数系统,它在形式语言、自动机等领域都有具体的应用。广群、半群与独异点的定义*半群和独异点的性质18371123@qq.com5-3半群和独异点广群、半群与独异点的定义定义5-3.1一个代数系统,其中S是非空集合,*是S上的一个二元运算,如果运算*是封闭的,则称代数系统为广群。定义5-3.2一个代数系统,其中S是非空集合,*是S上的一个二元运算,如果:(1)运算*是封闭的(2)运算*是可结合的,即对任意的x,y,zS,满足(x*y)*z=x*(y*z)则称代数系统为半群。定义5
2、-3.3含有幺元的半群称为独异点(含幺半群,单位半群)18371123@qq.com5-3半群和独异点半群和独异点的性质定理5-3.1设是一个半群,BS且*在B上是封闭的,那么也是一个半群。通常称是的子半群。定理5-3.2设是一个半群,如果S是一个有限集,则必有aS,使得a*a=a.即有限半群必有等幂元。18371123@qq.com5-3半群和独异点半群和独异点的性质定理5-3.3设是一个独异点,则关于运算*的运算表中任何两行或两列都是不相同的。定理5-3.4设是一个独异点,对于任意的a,bS,且a,b均有逆元,
3、则a)(a-1)-1=ab)a*b有逆元,且(a*b)-1=b-1*a-118371123@qq.com5-4群和子群群有限群、无限群、置换群、等幂元群的性质子群子群的性质子群的判别18371123@qq.com5-4群和子群群的定义定义5-4.1设是一个代数系统,其中G是非空集合,*是G上的一个二元运算,如果(1)运算*是封闭的.(2)运算*是可结合的(3)存在幺元e。对于每一个元素xG,存在着它的逆元。则称代数系统是一个群。18371123@qq.com5-4群和子群至此,我们可以概括地说:广群仅仅是一个具有封闭二元运算的非空集合;半群是一个具有结合运算的广群;独
4、异点是具有幺元的的半群;群是每个元素都有逆元的独异点。即有{群}{独异点}{半群}{广群}具有一个二元运算的代数系统广群半群独异点群18371123@qq.com5-4群和子群群的性质定理5-4.1群中不可能有零元。定理5-4.2(群方程存在唯一解)设是一个群,对于a,bG,必存在唯一的xG,使得a*x=b;存在唯一的yG,使得y*a=b。定理5-4.3(消去律)设是一个群,对于a,b,cG,如果有a*b=a*c或者b*a=c*a,则必有b=c。定理5-4.4群的运算表中的每一行或每一列都是G的元素的一个置换。定理5-4.5在群中,除幺
5、元e外,不可能任何有别的等幂元。18371123@qq.com5-5阿贝尔群和循环群阿贝尔群定义5-5.1如果群中的运算*是可交换的,则称该群为阿贝尔群,或称交换群。循环群定义5-5.2设为群,若在G中存在一个元素a,使得G中的任意元素都由a的幂组成,则称该群为循环群,元素a称为循环群G的生成元。循环群的性质定理5-5.2任何一个循环群必定是阿贝尔群。定理5-5.3设是一个由元素aG生成的有限循环群。如果G的阶数是n,即
6、G
7、=n,则an=e,且G={a,a2,a3,…,an-1,an=e}其中,n是使an=e的最小正整数。(称n为元素a的阶)1837112
8、3@qq.com函数函数,定义域和值域入射、满射和双射18371123@qq.com函数:特殊的二元关系定义4-1.1设X和Y是任何两个集合,而f是X到Y的二元关系,如果对于每个xX,有唯一的yY,使得f,称关系f为函数。f记作:f:XY,或XY假如f,则称x为自变元,y称为在f作用下x的象f也记做y=f(x)记f(X)={f(x)
9、xX}Xf(X)18371123@qq.com函数:特殊的二元关系函数与关系有两点区别domf=X定义域ranfY值域共域(1)函数的定义域是X,而不能是X的某个真子集18371123@qq.com函数:特殊的二
10、元关系函数与关系有两点区别xyz非单值单值(2)函数必须是单值的二元关系:单值即一个xX只能对应于唯一的y.xdomf,y,zranf,xfyxfzy=z18371123@qq.com入射、满射和双射入射,1-1映射(injection):从X到Y的映射中,X中没有两个元素有相同的象。设f:XY是入射,即是对任意的x1,x2X,如果x1x2f(x1)f(x2)或者f(x1)=f(x2)x1=x2