Legi de compozitie. Grup, Inel, Corp. Proprietati: asociativitatea, element neutru si simetrizabil.

Important la legile de compozitie, este sa retinem proprietatile (acele expresii analitice) pe care le vom utiliza in rezolvarea diverselor tipuri de aplicatii.

Definitia: 

 Fie M o multime nevida.

Se numeste lege de compozitie interna pe M (sau operatie algebrica) o aplicatie "*" a produsului cartezian MxM cu valori în M.

Legea de compozitie interna "*" atribuieoricarei perechi (x, y) din MxM un element z = x * y din M, numit compusul lui x cu y.

Exemple

1° In multimea numerelor complexe C si pe orice submultime a sa se defineste legea de compozitie interna "+" : C x C -> C,

numita suma a doua numere complexe.

2° În clasa P(X) a partilor unei multimi X operatia de intersectie a doua multimi este o lege de compozitie interna.

Proprietatile legilor de compozitie

 Asociativitatea

 

Elementul neutru

 astfel încât 

 

Daca legea de compozitie este de tip aditiv (adunarea), elementul neutru e se numeste elementul nul si va fi notat cu 0 (zero), iar în cazul unei legi de tip multiplicativ (inmultirea) e este numit element unitate si va fi notat cu 1 (unu).

Elementul simetric:

pentru x din multimea X, 

  astfel încât  

 

Daca legea de compozitie este de tip aditiv (adunarea) ele

mentul simetric x' va fi numit opusul lui  x  si va fi notat cu  -x , iar daca legea de compozitie este de tip multiplicativ (inmultirea) atunci x' va fi numit inversul lui   si va fi notat cu  x-1 .

Teorema: Daca o lege de compozitie interna pe  X este asociativa si admite element neutru, atunci orice element are cel mult un simetric. În adevar, daca x ar admite doua elemente simetrice x' si x''atunci

 

Comutativitatea:

 avem 

Distributivitatea:

Se considera  pe multimea X  definite doua legi de compozitie notate cu "*" si respectiv "

" proprietatea

     

 numita distributivitatea legii "*" fata de legea "

".

Definitia:.

 O multime X nevida împreuna cu o lege de compozitie interna asociativa se numeste monoid sau semigrup.

 

Daca   în   plus   operatia   algebrica   "*"   are  element  neutru (este comutativa) se spune ca (X, *) este un monoid cu unitate sau unitar (monoid comutativ sau abelian).

Definitia:

O multime G ¹ Æ împreuna cu o lege de compozitie interna " *" asociativa cu element neutru si care are

 proprietatea ca orice element din G este inversabil se numeste grup.

În  plus  daca legea de compozitie interna este comutativa atunci ( G, *) se numeste grup abelian.

Vom spune ca operatia "*" definita pe multimea G cu proprietatile enuntate determina  pe  G  o  structura de  grup, iar  proprietatile  Ia, Ib , Ic  (Ic satisfacuta pentru " x Î X) vor fi numite axiomele structurii de grup. Daca  operatia   "*"  este adunarea (înmultirea) atunci grupul se numeste grup aditiv (multiplicativ).

Într-un grup (G, *) ecuatiile:  si   au solutii unice.

Exemple

Multimea numerelor întregi Z  împreuna cu operatia de adunare este un grup abelian.

Însa multimea Z înzestrata cu operatia de înmultire nu este grup, singurele elemente inversabile sunt 1 si -1.

Într-un semigrup cu unitate, submultimea elementelor inversabile formeaza împreuna cu operatia indusa o structura de grup.

 

Definitie.

Submultimea H Ì G a grupului (G, *) se numeste subgrup al grupului G daca

 legea de compozitie interna induce pe H o structura de grup, adica (H,  *) 

este grup.

 

1) H este un subgrup al lui G

Propozitie.

Daca (G, *) este un grup si H Ì G o submultime, atunci urmatoarele afirmatii sunt echivalente:

2)  

 

 

Într-un grup abelian orice subgrup este un divizor normal.

 

 Definitie.

Definitie.

Un subgrup H al grupului (G, °) se numeste divizor normal (subgrup normal) daca pentru  si h ÎH.

Doua elemente x, y Î H se zic echivalente la dreapta modulo H, x ~ y, daca .

Propozitie.

Daca H este un divizor normal al grupului (G, °) atunci clasele de echivalenta la dreapta coincid cu clasele de echivalenta la stânga si în plus multimea G/H poate fi înzestrata cu o structura de grup numitgrupul factor.

 Grupul

Definitia:

Fie grupurile (G, *) si (G', °). O aplicatie  se numeste un morfism (homomorfism sau intalnit si omomorfism) de grupuri daca este satisfacuta relatia:

                             (1.2)

 

Daca aplicatia f  este si bijectiva (injectiva, surjectiva) atunci morfismul f va fi numit izomorfism (monomorfism, epimorfism).

daca G = G', morfismul (izomorfismul) de grupuri  este numit endomorfism (automorfism).

 Inelul

Definitie.

Fie A o multime nevida, împreuna cu doua legi de compozitie interne, dintre care una se noteaza de obicei aditiv "+", iar cealalta multiplicativ " ×", se numeste inel daca sunt indeplinite conditiile:

 

1° (A, +) este grup abelian                                              

2° (A, ×) este semigrup

operatia de înmultire este distributiva fata de adunare:

.

 

Daca (A, +, °) este un inel pentru care înmultirea este comutativa atunci (A, +, °) va fi numit inel comutativ.

Daca (A, +, °) este un inel în care înmultirea admite element neutru, atunci (A, +, °) se va numi inel cu unitate sau inel unitar.

 Corpul

Definitie.

 

Un inel unitar (K, +, °) în care orice element nenul este inversabil se numeste corp.

 

Un corp în care înmultirea este comutativa va fi numit corp comutativ sau  denumit câmp.