筆記 離散數學

2021-09-10 18:07:43 字數 4382 閱讀 4210

這學期學習了離散數學ⅱ這門課程,離散數學ⅱ包含了群、環、域、格、布林代數五個代數系統

代數系統:非空集合a,連同若干個在該集合上的封閉運算f1,f2,…,fn所組成的系統,記為1,f2,……,fn>

代數系統的組成:載體(非空集合a),定義在載體上的運算,代數常元

代數運算的性質:交換律,結合律,分配律,吸收律(x*(xoy)=x),等冪律(x*x=x)

代數常元:

么元(單位元):左么元:el * x=x 右么元:x * er=x

零元:左零元:θl * x=θl 右零元:x * θ r=θ r

逆元:x*y=e -----> x是y的左逆元,y是x的右逆元

子代數:是代數系統,是二元運算,δ是一元運算,k是代數常元,若:①. a|⊆a ②. 和δ在 a|封閉 ③. k∈ a| ,那麼|,,δ,k>是,δ,k>的子代數

平凡子代數: t是a中代數常元的集合,且*和δ在t封閉,則和是的平凡子代數

非平凡子代數(真子代數):不是平凡子代數的子代數

同態:a=,δ,k>和 a| =| ,

| ,δ| ,k| >是兩個具有相同構成的代數系統,f是s到s|的乙個對映,對任意a,b∈s,有f(a*b)=f(a) *| f(b),f(δa)=δ|f(a),==f(k)=k| ==(先函式再運算=先運算再函式),則稱f是a到a|的同態對映,稱a同態於a|,a~a|

同態象:|,δ| ,k| >為a在f下的同態象,f(s)=∈s|

分類1:

滿同態:f 滿射

單一同態:f 單射

分類2:

同構:f 雙射

自同態:a|=a

自同構:a|=a且f 雙射

同餘:a=是代數系統,~是s上的等價關係,a、b、c∈s

①. a~b時,若δa ~ δb,則等價關係 ~在一元運算δ下可保持,稱 ~是關於δ的同餘關係

②. a~b,c ~d時,若a * c ~ b * d,則等價關係 ~在二元運算 * 下可保持, ~是關於 * 的同餘關係

由函式g引導的s上的等價關係 ~ 為:任取a,b∈s,a ~ b當且僅當g(a)=a(b)

截圖自課堂ppt

由於結合律的可繼承性,半群的子代數也是半群,即子半群

子獨異點:是獨異點,t∈s, * 在t封閉,e∈t,那麼,e>是的子代數,而,e>本身也是乙個獨異點,所以是的子獨異點

迴圈獨異點:是獨異點,若存在g∈s,對於任意a∈s,都有乙個對應的k∈n使得a=gk,則稱是迴圈獨異點,g是此迴圈獨異點的生成元

群的性質:

①. 群中無零元

②. 群中每個元素的逆元唯一

③. 是群,任意a,b∈g,必存在唯一的x∈g,使得a * x=b

④. 是群,任意a,b∈g,若a * b=a * c或b * a=c * a,則必有b=c

⑤. 是群,除么元外,不可能有唯一的等冪元

⑥. 群運算表中每一行每一列都是g中元素的乙個置換

群中元素的階:使該元素的冪為么元的最小正整數

子群:是群,s是g的非空子集,若也構成群,則是的子群

平凡子群:和是的平凡子群

群同態:和是兩個群,有對映:h:g→h,若任意a,b∈g,都有h(a * b)=h(a)@h(b),則h為從到的群同態,是的同態象

同態核:設h是從到的乙個同態對映,eh是中的么元。ker(h)=,稱ker(h)為群同態對映h的核,簡稱h的同態核

阿貝爾群(交換群):是群,若 * 可交換,則該群為abel群

迴圈群:是群,若存在g∈g,使得任意a∈g都能表示成 gi (i是整數)的形式,則稱是迴圈群,g是迴圈群的生成元

迴圈獨異點:是獨異點,若存在g∈s,對於任意a∈s,都有a=gk(k是整數),稱此獨異點為迴圈獨異點,g為此迴圈獨異點的生成元

培集:是的子群,a∈g,則集合ah=稱為由a確定的h在g中的左培集,g稱為左培集ah的代表元素,ha=是右培集

拉格朗日定理:設是的乙個子群,那麼有:

①r=是g中的等價關係,且有[a]r=ah

②若g是有限群,|g|=n,|h|=m,則m|n

推論:①任何質數階的群沒有非平凡子群

②是n階有限群,對於任意a∈g,a的階數必為n的因子,且an=e

③質數階的群必為迴圈群,並且任何與么元不同的元素均可作為生成元

環:是乙個代數系統,若滿足:

①. 是abel群

②是半群

③乘法·對加法+可分配

則稱是環

交換環:是環,且運算·可交換

含么環:是環,且中含么元

無零因子環:是環,θ是a中關於運算+的么元。若a,b∈a,a≠θ,b≠θ,但a·b=θ,則稱a,b為零因子,是含零因子環,否則是無零因子環

整環:是代數系統,若:

①是abel群

②是可交換獨異點,且無零因子

③乘法·對加法+可分配

則稱是整環

域:是代數系統,θ是f中關於運算+的么元,若:

①是abel群

②是abel群

③乘法·對加法+可分配

則稱是域

域一定是整環

最小上界(上確界) lub

最大下界(下確界) glb

偏序格:設是乙個偏序集,如果集合l中的任意兩個元素都有最小上界和最大下界,則稱為偏序格。

保交運算 a∧b = glb,求a,b的最大下界

保聯運算 a∨b = lub,求a,b的最小上界

代數格:設是乙個偏序格,在l上可以定義兩個運算∧和∨,則稱為格所誘導的代數系統,簡稱代數格。

格:設是乙個代數系統,其中運算∧和∨都是二元運算,且滿**換律,結合律,吸收律,則稱是格

設是乙個格,是由所誘導的代數系統。s∈l且s≠∅, 如果l中的兩個運算∧和∨在s上是封閉的,則稱是的子格。

格同態:設和是兩個格,由它們所分別誘導的代數系統為和,如果存在乙個從l1到l2的對映f,使得任取a,b∈l1滿足

f(a∧b)=f(a) ∧』f(b)

f(a∨b)=f(a) ∨』f(b)

則稱f為從到的格同態,稱

為的同態象。

格同構:設f是從格到格的格同態,若f是雙射函式,則稱f為從到的格同構。

分配格:設是由格所誘導的代數系統,如果對任意的a,b,c∈l,滿足:

a∧(b∨c) = (a∧b)∨(a∧c)

a∨(b∧c) = (a∨b)∧(a∨c)

則稱是分配格。

鑽石格,五角格不是分配格

全上界(全下界):如果格中存在乙個元素a,對於任何元素b∈l,均有b ≤a(a ≤b),則稱a為格的全上界(全下界)。通常將全上界記為「1」,而將全下界記為「0」。

既有全上界又有全下界的格是有界格

補元:設是乙個有界格,對於l中乙個元素a,如果存在元素b∈l,使得a∧b=0, a∨b=1,則稱元素b是a的補元,記為a』=b。同時,a也是b的補元,即b』=a。

有補格:在乙個有界格中,若每個元素至少有乙個補元,則稱此格為有補格。

布林格:若乙個格既是有補格又是分配格,則稱此格為布林格

布林代數:由布林格可以誘導的代數系統>

有限布林代數:載體含有有限個元素的布林代數稱為有限布林代數

布林代數的性質:交換律,分配律,同一律,互補律

覆蓋:設a,b是乙個格中的兩個元素,如果b≤a且b≠a,即b原子:設是乙個格,且具有全下界0,如果有元素a∈a, a蓋住0,則稱元素a為原子。

布林表示式:

布林常元:設是乙個布林代數,稱b中的元素為該布林代數的布林常元

布林變元:設是乙個布林代數,稱取值於b中元素的變數為該布林代數的布林變元。

①單個布林常元和單個布林變元是布林表示式。

②如果e1和e2是布林表示式,則e1』,(e1∨e2),(e1∧e2)也是布林表示式。

③只有有限次應用(1)和(2)所構造的符號串是布林表示式。

布林表示式等價:設布林代數上兩個n元的布林表示式為e1(x1,x2,…,xn)和e2(x1,x2,…,xn),如果對於n個變元的任意賦值xi=xi〞, xi〞∈b時均有

e1(x1〞,x2〞,…,xn〞)= e2(x1〞,x2〞,…,xn〞)

則稱這兩個布林表示式是等價的。記作

e1(x1,x2,…,xn)=e2(x1,x2,…,xn)

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