基本介紹
整數及整數上的加法運算構成了群(有的書籍寫做),稱之為 整數加法群。其中0是群的單位元,每一個元素的逆元是它的相反數。
整數與整數上的乘法運算不能構成群,因為除了元素1和-1外,所有元素都不存在逆元。類似地,都是群,而都不是群,因為元素0沒有逆元。都是群,兩個群的單位元均為1,元素的逆元是該元素的倒數 。
整數加法群,是由整數Z和整數加法運算+組成。其單位元0;
封閉性 :;
結合律:;
逆元:。
相關性質
① 子群設G是群,,若H具封閉性、單位元、逆元,稱H是G的一個子群,記號。換句話說,若,則H是G的一個 子群。作為群公理之一的結合律,因為H繼承了G的運算,所以自然成立,因此,子群也是群。
考慮整數加法群,自然可以想到,在偶整數上做加法可以成群,如0+2=2,2+4=6…定義為整數上的所有偶數,則是的子群。
事實上,對任意整數b,定義,則是的子群。
整數加法群是的子群 。
② 循環群 設g是群G中一個取定的元素,若群G的任意一個元素可以寫成的形式,則稱G循環群,稱g為群G的一個生成元,可寫成。
循環群(cyclic group)是一種重要的群,即由一個元素生成的群。循環群分為兩類:一類是有限循環群,n個元的有限循環群與模n的剩餘類加群同構;另一類是無限循環群,它與整數加法群同構,循環群是特殊的阿貝爾群,循環群的子群和商群仍是循環群。
整數加法群中,任意元素a都可以表示成1或-1的冪,因此是循環群。
在整數加法群上做一些小修改可以做出另一個有意思的循環群,其中,同餘加法定義為。在這裡,也就是說(n個1相加模n餘0)。所以,是n階循環群。
③ 交換群 具有交換性的群稱為 交換群。交換性:。
整數加法群是交換群,因為整數加法滿足交換律。一般線性群由所有的可逆矩陣和矩陣乘法組成,它不是交換群,因為矩陣乘法不滿足交換律 。
④在整數加法群中,0的周期是1,除0以外的其他元素的周期都是無限的。
群公理
在數學中,群是一種代數結構,由一個集合S與一個二元運算 ·組成,要成為群,還需要滿足一些條件,這些條件被稱為“ 群公理”,即 封閉性、 結合律、 單位元和 逆元。
1.封閉性,即。
2.結合律,即。
3.單位元,即有一個元素(在群G中常用或1表示單位元)。
4.逆元,即,記。
可以定義元素a的冪為:。
值得注意的是,二元運算 ·僅表示抽象的運算符號,在不同的群中解釋不同。在不引起歧義的情況下經常將符號 ·省略 。