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二元运算

二元运算就是一种规则:x×y是针对集合的概念,脱离集合不能谈二元运算 基本要求是两个属于该集合的元素经过二元运算后,得数仍然属于该集合: 也就是:S为集合,函数f:S×SS 我们称这种性质为封闭性

比如除法在自然数集上不是二元运算,因为它不满足封闭性,但它在去除0的实数集上封闭,是二元运算。

还有一个思想:对于一个二元运算,结合律和交换律都不一定成立,但结合律是比交换律更普遍的规律

幺半群

注意,*先在开始不一定是乘法,而代表两个数之间的二元运算 先介绍两个概念

  • 结合律:x(yz)=(xy)z
  • 单位元:e是单位元,eS,xS,xe=ex=x,也就是左乘和右乘单位元,结果不变

那么我们就可以定义幺半群:

我们说(S,)是一个幺半群,当该二元运算满足结合律,且有单位元x,y,zS,x(yz)=(xy)ze,xS,ex=xe=x

以后类似群这种概念,我们使用形如(S,) 这种形式表达,S代表一个集合,*代表二元运算 因为幺半群,半群,群的结构都是由集合和二元运算就确定的。

比如(M,),其中M是所有3阶矩阵构成的集合,*是矩阵乘法,这就是一个不满足交换律的幺半群,且单位元是[100010001]

单位元的唯一性

对于一个幺半群,单位元是唯一的。证明:

若存在多个单位元,假设 e,e 都是单位元e 是单位元,ee=ee 是单位元,ee=ee=e