离散数学 代数系统
离散数学中的代数系统和布尔代数
离散数学是数学的一个重要分支，研究的是离散结构和离散对象的性质。
代数系统和布尔代数是离散数学中的两个重要概念。
代数系统是研究集合上的运算的一种数学结构。
它由集合和一组运算所组成，其中运算可以是两个对象相互运算得到一个新的对象，也可以是一个对象自身经过某种运算得到一个新的对象。
代数系统包括了很多种类，例如群、环、域等等。
其中，布尔代数是代数系统的一种重要类型。
布尔代数是一种二元代数系统，它研究的是关于真值和逻辑运算的代数。
在布尔代数中，我们考虑的对象是命题，而运算包括了与、或、非等等。
布尔代数主要用于逻辑运算和电路设计中。
布尔代数中的命题可以用真和假来表示，它们分别对应于数学中的1和0。
与、或、非等运算在布尔代数中也有对应的符号，分别是∧、∨、¬。
这些符号在逻辑运算中扮演重要角色。
布尔代数的运算有很多有趣的性质。
比如，与运算满足交换律、结合律、分配律等等；或运算满足交换律、结合律、分配律等等；非运算满足逆运算和恒等律。
这些性质使得布尔代数具有很强的推理和运算能力。
布尔代数在逻辑运算中有着广泛的应用。
在计算机科学中，布尔代数被用于电路设计和逻辑推理；在人工智能领域，布尔代数被用于知识表示和推理；在运筹学中，布尔代数被用于约束求解和优化问题。
布尔代数的应用广泛而深入，是离散数学中的重要工具之一。
总结起来，离散数学中的代数系统和布尔代数是两个重要的概念。
代数系统研究的是集合上的运算，而布尔代数研究的是关于真值和逻辑运算的代数。
布尔代数具有许多有趣的性质和广泛的应用，是离散数学中的一个重要工具。
离散数学-第四章 代数系统
(r1 r2 r1r2 ) r3 (r1 r2 r1r2 )r3
r1 r2 r3 r1r2 r1r3 r2 r3 r1r2 r3
r1 (r2 r3 ) r1 (r2 r3 r2r3 )
(r1 r2 r3 r2 r3 ) r1 (r2 r3 r2 r3 ) r1 r2 r3 r2 r3 r1r2 r1r3 r1r2 r3
1 3 5 7
7 5 3 1
1 3 5 7
1 3 5 7 3 3 5 7 5 3 5 7 1 7 3 7
6
三、运算的封闭性
定义在集合A上的运算在A上一定是封闭的. 定义在集合A上的运算在A的子集上是否封闭呢？
例５ 定义函数 : N N ，使 (n1 , n2 ) n1 n2
2
令S
(b, a, a), (b, a, b), (b, b, a), (b, b, b)}
2
f : An A ，于是对于 A n 设有集合 A和函数 中的每一个有序 n元组 (a , a ,, a ) ,在 A 中必有 1 2 n 唯一个元素 a与之对应，即 f (a1 , a 2 , , a n ) a
er er el ， 令 e el er ，则 e 是 的单位元。 设 e 也是 的单位元， 则 e e e e 因此 e 是 的唯一的单位元。
因此， el
18
2． 零元
是集合A上的二元运算，若存在一元 素 z l A ，使得对于任意的 a A ,有 z l a z l ， 则称 z l是A中运算 的左零元；若存在一元素 ， 使得对于任意的 , zr a A a,则称 z是A中 zr A r 运算 z r 的右零元，若存在一元素 ，使得对于任 意 z A, a,则称Z是A中运算 z 的零 A z a a z 元。
离散数学第10章代数系统资料
10.1 二元运算及其性质
10.1.2 二元运算的性质
定若称对义运任1算0意.1.x7和，运y设∈算A*，，是都*可为有吸集x收合（的Ax，上*y或的）称两=x运个和算可x*交（换x和二运y元）算运=*x算满，足，则
吸收律。
例10.1.9 设和并∪满足吸收律：A，B∈P（X），有 A∩（A∪B）=A，A∪（A∩B）=A。
10.1 二元运算及其性质
10.1.2 二元运算的性质
定理10.1.1 设 为集合A上的二元运算，若A中存在左单
位元el和右单位元er，则el=er=e，且A中的单位元e是唯一的。 证明 因为el和er分别是A中关于的左单位元和右单位元， 所以
el=el er=er=e。
假设另有一单位元e'，则
10.1 二元运算及其性质
10.1.2 二元运算的性质
定都有义x10.1x.8=x，设则称为该集二合元A上运的算二 元是运等算幂，的若，对或任称意运x算∈A，在
A上满足幂等律。
例10.1.10 非空集合X的幂集P（X）对于集合的交运算∩和 并运算∪都是等幂的。
10.1 二元运算及其性质
10.1.2 二元运算的性质
交换律。
例10.1.5 设Z是整数集合，是Z上的二元运算，对任意的a，
b∈Z，ab =2a+b，问运算是否可交换？
解：因为
ab=2a+b=2 b +a=ba，
所以是可交换的。
10.1 二元运算及其性质
10.1.2 二元运算的性质
定 都有义（10x.1.4y）设z=为x集（合yAz）上，的则二称元该运二算元，运若算对是任可意结x，合y的，，z∈也A称，
10.2 代数系统
例10.2.1 （1）一个在整数集Z上且带有加法运算“+”的系 统构成一个代数系统（Z，+）。 （2）一个在实数集R上且带有加法运算“+”与乘法运算 “×”的系统构成一个代数系统（R，+，×）。 （3）n（n≥2）阶实矩阵的集合Mn（R）及矩阵加法运算 “+”和矩阵乘法运算“·”的系统构成一个代数系统（Mn （R），+，·）。
离散数学代数系统
离散数学代数系统
离散数学代数系统（DMA）是一种非常重要的自然科学的数学工具，它的应用涉及到很多领域，尤其有助于理解和解释有关数学物理和技术实践的问题。
例如，它可以用来解决常微分方程的相关性、热传导的传递的关系和任何复杂系统的建模和仿真。
离散数学代数是一个全面的研究领域，它包括各种数学工具，比如数论，偏微分方程，微分动力学和控制论等，以及如何实际应用这些工具来解决数学物理和技术实践的问题。
离散数学代数的主要任务是解决与数值计算有关的科学问题，为此，他们开发了一系列数据结构，比如图，矩阵和线性代数。
重点也放在了提出有效的算法来解决离散问题，比如图像处理、机器人控制和递归算法等。
随着计算机技术和网络技术的发展，离散数学代数越来越重要，它们被广泛应用于新技术的研究中，包括经过计算机处理的信号、全局优化和分布式计算环境等。
因此，离散数学代数对计算机科学和技术的发展有着重要的作用，其重要性日益增强。
离散数学第六章代数系统
6.2 代数系统的基本性质
性质4 吸收率
给定<S，⊙，*>，则 ⊙对于*满足左吸收律：(x)(y)(x，y∈S→x⊙(x*y)=x) ⊙对于*满足右吸收律：(x)(y)(x，y∈S→(x*y)⊙x=x) 若⊙对于*既满足左吸收律又满足右吸收律，则称⊙对于*满足吸收律或
者可吸收的。
*对于⊙满足左、右吸收律和吸收律类似地定义。 若⊙对于*是可吸收的且*对于⊙也是可吸收的，则⊙和*是互为吸收的或
代数﹝Algebra﹞是数学的其中一门分支，可大致分为初等代数学和抽象 代数学两部分。
代数的由来
初等代数学：是指19世纪中期以前发展的方程理论，主要研究某一方程﹝ 组﹞是否可解，如何求出方程所有的根﹝包括近似根﹞，以及方程的根有 何性质等问题。
抽象代数：是在初等代数学的基础上产生和发展起来的。它起始于十九世 纪初，形成于20世纪30年代。在这期间，挪威数学家阿贝尔(N.H. Abel)、 法国数学家伽罗瓦(E′. Galois)、英国数学家德·摩根(A. De Morgan) 和布尔(G. Boole)等人都做出了杰出贡献，荷兰数学家范德瓦尔登(B.L. Van Der Waerden)根据德国数学家诺特(A.E. Noether)和奥地利数学家阿 廷(E. Artin)的讲稿，于1930年和1931年分别出版了《近世代数学》一卷 和二卷，标志着抽象代数的成熟。
同态与同构
PART 同余、商代数、积代数
04
PART 05
代数系统实例
6.1 代数系统的定义
定义6.1 设S是个非空集合且函数f： Sn→S ，则称f为S上的一个 n元运算。其中n是自然数，称为运算的元数或阶。
当n = 1时，称f为一元运算，当n = 2时，称f为二元运算，等等。 定义6.2 如果对给定集合的成员进行运算，从而产生了象点，而
离散数学中代数系统知识点梳理
离散数学中代数系统知识点梳理离散数学作为一门数学学科，研究的是离散化的对象和结构。
代数系统作为离散数学的一个重要分支，是对数学对象的代数性质进行研究的一种形式化工具。
在离散数学中，代数系统的概念和相关知识点是非常重要的。
一、代数系统的基本概念代数系统是指由集合和一组运算构成的数学结构。
其中，集合是代数系统中最基本的概念，可以是有限集或无限集；运算是指对集合中的元素进行操作并得到新的元素。
代数系统主要包括代数结构、代数运算和代数性质三个方面。
1. 代数结构：代数结构由集合和一组运算构成，可以包括加法、减法、乘法、除法等。
常见的代数结构有群、环、域等。
2. 代数运算：代数运算是指对集合中的元素进行操作，可以是二元运算也可以是多元运算。
常见的代数运算有加法、乘法、幂运算等。
3. 代数性质：代数系统具有一些特定的性质，如封闭性、结合律、交换律、单位元素、逆元素等。
二、代数系统的分类根据代数运算的性质，代数系统可以分为群、环、域和向量空间等不同类型。
1. 群：群是一种代数系统，具有封闭性、结合律、单位元素和逆元素等性质。
群分为有限群和无限群，可以是交换群或非交换群。
2. 环：环是一种代数系统，具有封闭性、结合律、交换律和单位元素等性质。
环分为有限环和无限环，可以是可除环或非可除环。
3. 域：域是一种代数系统，具有封闭性、结合律、交换律、单位元素、逆元素和分配律等性质。
域是一种完备的代数系统，可以进行加、减、乘、除运算。
4. 向量空间：向量空间是一种代数系统，具有封闭性、结合律、交换律、单位元素、逆元素和分配律等性质。
向量空间是一种具有线性结构的代数系统。
三、代数系统的应用代数系统作为离散数学的一个重要分支，在计算机科学、密码学、通信工程等领域有着广泛的应用。
1. 计算机科学：代数系统在计算机科学中起到重要的作用，比如在数据库设计、编译原理、算法设计等方面都有应用。
代数系统可以描述和分析计算机系统的运行和性能。
离散数学 第五章 代数系统
5.1 代数系统的基本概念
• 当n = 1时，称f为一元运算，当n = 2时，称f为二元 运算，等等。
• 运算的例子很多。例如，在数理逻辑中，否定是 命题集合上的一元运算，合取和析取是命题集合 上的二元运算；在集合论中，集合的补是集合上 的一元运算，并与交是集合上的二元运算；在实 数算术中，加、减、乘、除运算都是二元运算。
可交换的二元运算，如果对于任意的x，yA，都
有
x*(x⊙y)=x 和 x⊙(x*y)=x
• 即(x)(y)(x，yA→x*(x⊙y)=x∧x⊙(x*y)=x),则称 运算*和运算⊙满足吸收律，或称*对于⊙以及⊙ 对于*是可吸收的。
5.2 运算及其性质
• 例5.9 给定<N，*，⊙>，其中N是自然数集合，* 和⊙定义如下： 对任意a，bN有a*b = max(a，b)，a⊙b = min(a， b)，试证，*和⊙互为吸收的。
1*(0⊙1)=1*0=1，而 (1*0) ⊙(1*1)=1⊙0=0
5.2 运算及其性质
• 形如表5-3的表常常称为运算表或复合表，它由运 算符、行表头元素、列表头元素及复合元素四部 分组成。对于集合的基数很小，特别是2或3时， 代数系统中运算常常用这种表给出。优点是简明 直观，一目了然。
• 性质5：吸收律 设*，⊙是定义在集合A上的两个
（1）x+yZ，
（封闭性）
（2）x+y=y+x
（交换律）
（3）(x+y)+z=x+(y+z)
（结合律）
• 容易找到与<Z，+>具有相同运算规律的一些代数 系统，如表5-2所示。
5.1 代数系统的基本概念
集合
离散数学-5-1代数系统引入
05
代数系统的研究意义与展 望
研究意义
代数系统是数学的一个重要分支，在计算机科学、物理学、工程学等领 域有广泛应用。研究代数系统有助于深入理解数学的本质和规律，为各 个领域的研究提供理论基础和方法支持。
代数系统是解决实际问题的有效工具，例如在密码学、数据加密、网络 安全等领域，代数系统中的一些概念和理论可以用来设计和分析算法，
数学和物理中有广泛பைடு நூலகம்用。
环
环是只满足封闭性、结合律和单 位元的代数系统，不要求存在逆 元。环论是代数学的一个重要分 支，与几何学和拓扑学等学科有
密切联系。
域
域是一种特殊的代数系统，其中 每个非零元素都有唯一的逆元。 域论在数学和物理学中有广泛应 用，特别是在数论、几何学和量
子力学等领域。
02
代数系统的基本概念
性质
封闭性
代数系统中的运算对所 有元素都有定义，即运 算的结果仍属于该集合。
结合律
运算满足结合律，即运 算的顺序不影响结果。
单位元
存在一个单位元，使得 任何元素与单位元进行 运算都等于该元素本身。
逆元
对于每个元素，都存在 一个逆元，使得该元素 与其逆元进行运算等于
单位元。
代数系统的分类
群
具有封闭性、结合律、单位元和 逆元的代数系统称为群。群是代 数系统中最重要的类型之一，在
算法设计
算法设计原则
利用代数系统的性质和运算规则，可以设计出高效的算法。
算法优化
通过代数系统的变换，可以对算法进行优化，提高其执行效 率。
形式语言与自动机理论
形式语言定义
形式语言是代数系统的子集，用于描 述语言的语法结构。
自动机理论应用
自动机理论利用代数系统来研究语言 的识别和生成问题，为计算机科学中 的语言处理提供了理论基础。
离散数学PPT教学代数系统
试证：*，△满足吸收律
证明：x，y∈N，
x*（x△y）=max{x，min{x，y}}=x x≥y =x
∴*满足吸收律
x x<y
x△（x*y）=min{x，max{x，y}}=x x≥y =x
∴△满足吸收律
x x<y
12
§7.2 运算及其性质
6.等幂律 已知〈A，*〉，若x∈A，x*x=x 则称*
抽象代数学的主要内容是研究各种各样的代数系统。 它把一些形式上很不相同的代数系统，用统一的方法 描述、研究和推理，从而得到反映出它们共性的一些 本质的结论，然后再把这些结论应用到具体的代数系 统中。
3
抽象代数学在计算机中的应用
抽象代数的概念和方法也是研究计算科学的重要数学 工具。有经验和成熟的计算科学家都知道，除了数理 逻辑处，对计算科学最有用的数学分支学就是代数， 特别是抽象代数。抽象代数是关于运算的学问，是关 于计算规则的学问。
∴当且仅当x与k互质时，x有逆元
20
三、 逆元
2、逆元的性质
Th3: 对于可结合运算ο ，如果元素X有 左逆
元ｌ，
离散数学几种典型的代数系统
在独异点<S , >中，对任意a ∈ S,有
a0=e a n 1 a n a( n 0 , 1 ,2 , )
( )式中的两个等式在独异点中亦成立。
三、 子半群和子独异点
定义5-3 设<S；>是一个半群 ，若 <T； >是
<S； >的子代数，则称<T； >是<S； >的子半群。
因此 ，a1b 是方程 axb的解
假设 xG也使得 axb成立，则
x ex(a1a)xa1(ax) a1b
因此 xa1b是满足 axb的唯一的元素。
定理5-3 设<G；*>是一个群，则对任意 的a,b,c∈G
（1）若a*b=a*c, 则 b=c； （2）若b*a=c*a，则 b=c。
证 明 （1）令a*b=a*c=d，根据定理5-2， 方程a*x = d 在G中只有唯一的解，故得 b=c。
定理5-7 在有限群<G；*>中，每个元素均具有有限周
期，且周期不超过群<G；*>的阶。
证明 设<G；*>是有限群，#G = n，对任意a ∈ G，
构造序列a,a2,a3…,an,an+1,
因为#G=n，所以序列中必存在ai=aj (1ijn1). 于是 a i a i a j a i 得 a j i e (0 j i n )
<I；+>、<R；+>和<R-｛0｝；·> 都是群。
例2 设有Z4=｛0,1,2,3｝，模4的加法运算
定义为 a 4bre 4(a s b )。构成代数
系统< Z4; >。 4
离散数学几个典型的代数系统
{ a, b, c, e, f }是 L2的子格, 并且同构于五角格；
{ a, c, b, e, f }是 L3的子格, 也同构于钻石格.
25
全上界与全下界
定义 设L是格, 若存在 a∈L 使得 x∈L 有 a ≼ x, 则称 a 为 L 的全 下界； 若存在 b∈L 使得 x∈L 有 x ≼ b, 则称 b 为 L 的全 上界. 说明：
对偶原理 交换律、结合律、幂等律、吸收律
格的等价定义 子格 格的同构 特殊的格：分配格、有界格、有补格、布尔格
10
格的定义
定义 设<S, ≼>是偏序集，如果x,y≼S，{x,y}都有 最小上界和最大下界，则称S关于偏序≼作成一个
格. 由于最小上界和最大下界的惟一性，可以把求{x,y} 的最小上界和最大下界看成 x 与 y 的二元运算∨和 ∧，即 x∨y 和 x∧y 分别表示 x 与 y 的最小上界和 最大下界. 注意：这里出现的∨和∧符号只代表格中的运算， 而不再有其他的含义.
由 a ≼ a, a∧b ≼ a 可得 a∨(a∧b) ≼ a (VI)
由式 (V) 和 (VI) 可得 a∨(a∧b) = a 根据对偶原理, a∧(a∨b) = a 得证.
18
格作为代数系统的定义
定理 设<S,∗, >是具有两个二元运算的代数系统, 若对于∗和运算适合交换律、结合律、吸收律, 则 可以适当定义S中的偏序≼,使得<S, ≼>构成格, 且 a,b∈S有 a∧b = a∗b, a∨b = ab.
4
零因子的定义与存在条件
设<R,+,>是环，若存在 ab =0, 且 a0, b0, 称 a 为左零因子，b为右零因子，环 R 不是无零因子 环. 实例 <Z6,,>，其中 23=0，2 和 3 都是零因 子.
离散数学第5章代数系统(学生用)
运算的分类
一元运算
只对一个元素进行操作的 运算。
二元运算
对两个元素进行操作的运 算。
n元运算
对n个元素进行操作的运算。
运算的实例
加法
是二元运算，满足结合性和交换性，不满足 幂等性和消去性。
指数运算
是二元运算，满足结合性和交换性，不满足 幂等性和消去性。
乘法
是二元运算，满足结合性和交换性，满足幂 等性和消去性。
离散数学第5章代数系统( 学生用)
• 代数系统的基本概念 • 代数系统的运算 • 代数系统的同态与同构 • 代数系统的子代数与商代数 • 代数系统的应用
01
代数系统的基本概念
定义与性质
定义
代数系统是一个有序的三元组 (A,F,D)，其中A是一个非空集合， F是A上的一组二元运算，D是A上 的一组一元运算。
同构实例
例如，矩阵代数中的矩阵集合M与向量空间中的向量集合V之间存在一个一一对应的映射f，使得M中的每一个元 素x经过f的映射后，都对应于V中的某个元素y，并且M中的加法、数乘和乘法运算也对应于V中的加法、数乘和 外积运算，因此M与V同构。
04
代数系统的子代数与商代数
子代数与商代数的定义
子代数
如果代数系统的一个非空子集在给定的运算下仍然是一个代 数系统，则称这个子集为原代数系统的子代数。
同构性质
同构关系具有自反性、对称性和传递性，即如果A同构于B，那么B一定同构于A；如 果A同构于B，B同构于C，那么A一定同构于C。
同态与同构的实例
同态实例
例如，整数集合Z与有理数集合Q之间存在一个一一对应的映射f，使得Z中的每一个元素x经过f的映射后，都对应 于Q中的某个元素y，并且Z中的加法运算也对应于Q中的加法运算，因此Z与Q同态。
离散数学代数系统总结
离散数学代数系统总结离散数学是数学的一个分支，主要研究离散对象和离散结构。
而代数系统是离散数学的一个重要分支，它研究的是一类具有特定性质的运算集合。
在这篇文章中，我们将从代数系统的基本概念、性质和应用几个方面对离散数学中的代数系统进行总结。
一、代数系统的基本概念代数系统是指一个非空集合A，以及在这个集合上定义的一个或多个运算。
根据运算的性质，代数系统可以分为不同的类型，包括群、环、域等。
其中，群是最基本的代数系统，它具有封闭性、结合律、单位元、逆元等性质。
环则在群的基础上增加了乘法运算，并满足了分配律。
域是环的一种扩充，它除了满足环的性质外，还具有乘法逆元。
二、代数系统的性质1. 封闭性：代数系统中的运算结果仍属于该系统，即对于任意a、b∈A，a运算b的结果仍然属于A。
2. 结合律：对于代数系统中的任意元素a、b、c，(a运算b)运算c 与a运算(b运算c)的结果相同。
3. 单位元：代数系统中存在一个元素e，对于任意元素a，a运算e与e运算a的结果均为a。
4. 逆元：代数系统中的每个元素a都存在一个逆元，使得a运算它的逆元等于单位元。
5. 交换律：对于代数系统中的任意元素a、b，a运算b与b运算a 的结果相同。
这些性质是代数系统的基本特征，不同类型的代数系统在这些性质上有所区别，比如群具有结合律和单位元，但不一定满足交换律。
三、代数系统的应用代数系统在数学及其他学科中有着广泛的应用。
以下是几个代数系统应用的例子：1. 编码理论：代数系统的运算可以用于编码和解码信息，例如循环冗余校验码（CRC）就是通过代数系统中的运算实现数据校验。
2. 密码学：代数系统中的数学运算被广泛应用于密码学中，用于加密和解密信息，保护数据的安全。
3. 图论：代数系统的概念和性质在图论中有着重要的应用，例如邻接矩阵和关联矩阵可以用于描述和分析图的结构和特性。
4. 计算机科学：代数系统在计算机科学中有着广泛的应用，例如布尔代数在逻辑电路设计和逻辑编程中的应用。
离散数学 代数结构-代数系统
代数系统
9.2 代数系统
代数或叫代数系统,应用抽象的方法，研究要处理的数学对 象集合上的关系或运算。 事物中的关系就是事物的结构，所以，代数系统又称代数 结构。 代数通常由三部分组成； 1．一个集合，叫做代数的载体。 载体是要处理的数学目标的集合，如整数，实数集合等。 代数载体一般是非空集合，不讨论载体是空集的代数。 2．定义在集合上的运算 定义在载体S上的运算是从Sm到S的一个映射，自然数m的值 叫做运算的元数。 3．特异元素，叫做代数常数 如幺元、零元、等幂元等 代数通常用由集合、运算和特殊元素组成的n元组表示
代数系统
1、定义12 非空集合S和S上k个一元或二元运算fl，f2，…，fk组 成的系统称为一个代数系统，简称代数， 记作： < S ，f1，f2，…，fk > ． 例如 < N，+ > ，< Z，+，·> ，< R，+，· > 都是代数系统， < M(R)，+， * > 其中 + 和 * 表示n阶实矩阵的加法和乘法 < Zn ，+n ，*n > 是代数系统，其中 Zn={ 0，1，2 ，… n-1 } ，+n 和 *n 分别表示模n的加法和乘法：
例：设B={0,a,b,1}，S1={a,1} S2={0,1} S3={a,b} 二元运算+和*由表给出，则： 1）<B,*,+,0,1>是代数系统吗？ 2）<S1,*,+>是代数系统吗？ 是<B,*,+,0,1>的子代数吗？ 3）<S2,*,+,0,1>是<B,*,+,0,1>的子代数吗？ 4）<S3,*,+>是代数系统吗？
《离散数学》代数系统--代数系统的基本概念 ppt课件
解：(1) 封闭、可交换、等幂、幺元是b、无零元
b-1=b a-1=c c-1=a
(2) 封闭、不可交换、无等幂性、幺元是a、
无零元，d是左零元、
a-1=a b-1=b c-1=b b-1=c
23
P184
作业
(1)(2)
24
16
定理2：*是A上的二元运算，且在A中有关于*的左零元l和右零元 r，则l = r = ，且A中零元是唯一的。
证明：(1) r = l * r = l = (2) 设’也是A中关于*的零元，则 * ’= ’ 又∵ 是A中关于*的零元， ∴ * ’= ∴ = ’
定理3：设<A,*>是一个代数系统，且 | A |>1，若<A,*>中存在幺元e 和零元，则e ≠ 。 证明： 假设 = e ，则 对于A中任意元素，有x=e*x= *x= =e 即A中所有元素都是 ，也都是e，所有元素都相同， ∴ | A |=1 与已知矛盾，假设错 ∴e≠
例：代数系统<I,+>满足消去律。
11
代数系统的组成
N元运算法则
如＋、－
×………
特异元素
如×中的1和0
代数载体
(集合：如实数集、整数集)
代数系统
12
4. 代数常元
幺元
定义3：设*是集合A上的二元运算 若elA，对于xA ，都有el*x=x，则称el为A中 关于运算*的左幺元； 若erA，对于xA ，都有x*er=x，则称er为A中 关于运算*的右幺元； 若eA，对于xA ，都有e*x=x*e=x，则称e为A 中关于运算*的幺元。
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零元
定义4：设*是集合A上的二元运算 若lA，对于xA ，都有l*x=l ，则称l为A中关于运 算*的左零元； 若rA，对于xA ，都有x*r=r ，则称r为A中关于 运算*的右零元； 若A，对于xA ，都有*x=x*=，则称为A中关于 运算*的零元。
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第三部分：代数系统1.在代数系统,S *中，若一个元素的逆元是唯一的，其运算*必定可结合。
( )2.每一个有限整环一定是域，反之也对。
( )3.任何循环群必定是阿贝尔群，反之亦真。
( )4.设(),A ∧∨是布尔代数，则(),A ∧∨一定为有补分配格。
( )5.设Q 为有理数集，Q 上运算*定义为max(,)a b a b *=，则 ,Q * 是半群。
( )6.阶数为偶数的有限群中，周期为2的元素的个数一定为偶数。
( )7.群中可以有零元（对阶数大于一的群）。
( )8.循环群一定是阿贝尔群。
( )9.每一个链都是分配格。
( )1. 对自然数集合N ，哪种运算不是可结合的，运算定义为任,a b N ∈( )A. min(,)a b a b *=B. 2a b a b *=+C. 3a b a b *=+-D. a b a b *=+ (mod 3)2. 任意具有多个等幂元的半群，它 ( )A. 不能构成群B. 不一定能构成群C. 不能构成交换群D. 能构成交换群3. 循环群33,Z +的生成元为[][]1,2，它们的周期为 ( )A. 5B. 6C. 3D. 94. 设<A,*, >是环，则下列正确的是 ( )A. <A, >是交换群B. <A,*>是加法群C. 对*是可分配的D. *对 是可分配的5. 下面集合哪个关于减法运算是封闭的 ( )A. NB. {2|}x x I ∈C. {21|}x x I +∈D. {x |x 是质数}6. 具有如下定义的代数系统,G 〈*〉，哪个不构成群 ( )A. G={1,10}，*是模11乘B. G={1,3,4,5,9}，*是模11乘C. G ＝Q(有理数集)，*是普通加法D. G ＝Q(有理数集)，*是普通乘法7. 设G ＝{23|,m n m n I *∈}，*为普通乘法．则代数系统,G 〈*〉的么元为 () A.不存在 B. e ＝0023⨯ C. e ＝2×3 D. e ＝1123--⨯8. 任意具有多个等幂元的半群，它( A )A. 不能构成群B. 不一定能构成群C. 必能构成群D. 能构成交换群9. 在自然数集N 上，下面哪个运算是可结合的，对任意a ,b N ∈ ( )A. a b a b *=-B. max(,)a b a b *=C. 5a b a b *=+D. ||a b a b *=-10. Q 为有理数集，Q 上定义运算*为a b a b ab *=+-，则,Q 〈*〉的幺元为( )A. aB. bC. 1D. 011. 下面哪一种运算不是实数集R 上的二元运算？ （ ）A.数的加B.数的减C. 数的乘 (D) 数的除12. ,G 〈*〉是群，则对* ( )A. 满足结合律、交换律B. 有单位元，可结合C. 有单位元，可交换D. 每元有逆元，有零元13. 实数集R 的下列运算，哪个满足结合律？ ( ) A. n m n m -= B. ()n m n m +=21C. n m n m 2+=D. 22n m n m += 14. 下面哪一种运算不是实数集R 上的二元运算？ ( )(A) 数的加 (B) 数的减(C) 数的乘 (D) 数的除15. 在代数系统中，整环和域的关系为 ( )A. 整环一定是域B. 域下一定是整环C. 域一定是整环D. 域一定不是整环16. 具有如下定义的代数系统,G *，哪个不构成群 ( )A. {1,10}G =，*是模11乘B. {1,3,4,5,9}G =， *同(1)C. G Q = (有理数集)，*是普通加法D. G Q =，*是普通乘法17. Q 为有理数集，,Q ⨯ (其中⨯为普通乘法)不能构成 ( )A. 群B. 独异点C. 半群D. 交换半群18.下述*运算为实数集上的运算，其中可交换且可结合的运算是 ( )（A ）a*b=a+2b （B ）a*b=a+b-ab（C ）a*b=a （D ）a*b=|a+b|19. 设I 是整数集，+， 分别是普通加法和乘法，则,,I + 是 ( )A. 域B. 整环和域C. 整环D. 含零因子环20. R 为实数集，运算*定义为：,a b R ∈，||a b a b *= ，则代数系统,R *是( )A. 半群B. 独异点C. 群D. 阿贝尔群21. 对自然数集合N ，哪种运算不是可结合的 ( )A. min(,)a b a b *=B. 3a b a b *=++C. 2a b a b *=+D. a b a b *= (mod 3)22.为有理数集，Q 上定义运算*为：a b a b ab *=+-，则,Q *的么元是( )A. aB. bC. 1D. 023. 设,H ，,K 是群,G 的子群，下面哪个代数系统仍是,G 的子群( )A. ,HKB. ,H KC. ,H K -D. ,K H -24. 群,R +与{0},R -⨯ ( )A. 同态B. 同构C. 后者是的前者的子群D. (2)与(3)都正确25. 在自然数集N 上，下面哪种运算是可结合的 ( )A. a b a b *=-B. max(,)a b a b *=C. 2a b a b *=+D. ||a b a b *=-26. 循环群,I +的所有生成元为 ( )A. 1,0B. -1,2C. 1，2D. 1，-127. 任何一个有限群在同构的意义下可以看作是 ( )A. 循环群B. 置换群C. 变换群D. 阿贝尔群28. 下列集合关于指定的运算哪一个可以构成群？ （ ）(A) 给定a >0且1≠a ，集合{}Z n a G n ∈=关于数的乘法。
(B) 非负整数集N ，关于数的加法。
(C) 整数集Z ，关于数的减法。
(D) 一元实系数多项式集合，关于多项式乘法。
1. 在环中进行计算，则（a+b ）（a-b ）＝2. S 是一非空集合, P(S)是S 的幂集, 代数系统(),P S 中的幺元为3. 设群G ＝a 〈〉是15阶循环群，则子群H ＝3a 〈〉的元素是4. 在A={1,2,...,10}与运算×11( 模11乘)构成的群中，元素5的阶是5. 在代数系统,N +中， (其中N 为自然数集，+为普通加法)，仅有 有逆元．6. 给定环{}5|,,x x I ∈+ ，其中I 是整数集，+和 是普通的加法和乘法，它 整环．因为 ．7. 设代数系统6,V Z =〈⊗〉，其中⊗为模6乘法，那么V 中的幂等元是 8. ,S *是独异点．对,a b S ∈，且,a b 均有逆元，则11()a --= ，9. 设S 是非空有限集，()P S 为S 的幂集，代数系统(),,P S 〈〉 中，()P S 对 的么元为 ，零元为 ．10. ,G *是群，B G ⊆且B 是有限集，,B *是,G *的子群当且仅当 ·11. 设S 为非空有限集，代数系统2,SU 〈〉中么元为 ，零元为12.在A={1,2,...,10}与运算×11( 模11乘)构成的群中，元素5的阶是13. 设S 是非空有限集，()P S 为S 的幂集，代数系统(),,P S 〈〉 中， ()P S 对 的么元为 ，零元为 ．14. 三阶群有 个(不同构)，其运算表为15.半群(),A ρ 是独异点，因为有幺元A1. 设 ||2G >，且a G ∀∈，2a =e ，证明G 必含4阶子群．2. 己知G ＝｛1,2,3,4,5,6｝，7⨯为模7乘法．试说明7,G 〈⨯〉是否构成群?是否为循环群？若是，生成元是什么？3. 在乘法模7运算7*下，考虑群7,*G ，其中{}6,5,4,3,2,1=G ,（1）求出7*的乘法表， （2）求1116,3,2---， （3）7,*G 是循环群吗？4. 试证明若,G 〈*〉是群，H G ⊆，且任意的a H ∈，对每一个x G ∈，有a x x a *=*，则,H 〈*〉是,G 〈*〉的子群．5. 设S=R-{-1} (R 为实数集)，a b a b ab *=++．(1)说明,S 〈*〉是否构成群； (2)在S 中解方程237x **=．6. 若G 中只有一个2阶元，则这个2阶元一定与G 中所有元素可交换．7. 设代数系统V=A, 的运算表如表所列，表a b c d aa b c d bb c b d cc a b cd d a c c(1) 说明 运算是否满足交换律、结合律、幂等律;(2) 求出 运算的单位元和零元(如果存在)；(3) 求出所有可逆元素的逆元．8．设G={Q x x ∈且}1≠x ，定义xy y x y x -+= ，G y x ∈∀, 证明： ,G 是一个群。
9. 设,H 〈〉 和,K 〈〉 都是群,G 〈〉 子群，问,H K 〈⋂〉 和,H K 〈⋃〉 是否是,G 〈〉 的子群，并说明理由．10. 设2,G Z =〈⊕〉是模2加群(1) 给出直积G G ⨯运算表；(2) 说明G G ⨯与哪个4阶群同构．11. 试画出集合A ＝{1，2，3，4，5，6}在偏序关系“整除”下的哈斯图，并分别求出：(1)集合A 的最大元、最小元、极大元和极小元；(2)集合B ＝{2，3，6}的上界、下界、最小上界、最大下界．。