群、环、域的概念

代数:集合+运算

组成元素

  1. 集合
  2. 二元运算:“+”“·”封闭性
  3. 单位元identity element:单位元与其他元素结合,不改变元素
  4. 逆元素inverse element
  5. 结合律 associative property (a ∗ b) ∗ c = a ∗ (b ∗ c).
  6. 交换律 commutative property a ∗ b = b ∗ a.

群:代数结构(R, *)

原群

只满足封闭性

半群(Semigroup)

满足结合律(ab)c=a(bc)的原群

幺半群(monoid)

满足结合律和存在单位元

群(group)

  • 封闭性
  • 结合律
  • 单位元
  • 逆元

阿贝尔群(Abelian)

在群的基础上满足交换律:a * b = b * a

环:代数结构(R, +, ·)

在阿贝尔群的基础上,添加一种二元运算·。

环公理:

  1. (R,+)是阿贝尔群
  2. (R,·)是幺半群
  3. 乘法对加法满足分配律:
    a ⋅ (b + c) = (a ⋅ b) + (a ⋅ c)
    (b + c) ⋅ a = (b ⋅ a) + (c ⋅ a)

域:代数结构(R,+,·,/(除零外,有逆元))

域(Field)在交换环的基础上,还增加了二元运算除法,要求元素(除零以外)可以作除法运算,即每个非零的元素都要有乘法逆元。
有理数、实数、复数可以形成域.

域公理

  1. 满足环:
    1) (R,+)是阿贝尔群:加法封闭、结合律、幺元、逆元、交换律
    2)(R,·)是幺半群:乘法封闭、结合律、幺元
    3)乘法对加法满足分配律
  2. 乘法除0外有逆元
  3. 乘法满足交换律

Reference:群环域

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