Algebra.

Slides:



Advertisements
Podobné prezentace
DOTAZOVACÍ JAZYKY slajdy přednášce DBI006
Advertisements

Gymnázium, Broumov, Hradební 218
Číselné obory -Zákony, uzavřenost a operace
Množiny Přirozená čísla Celá čísla Racionální čísla Komplexní čísla
Deduktivní soustava výrokové logiky
Komplexní čísla. Komplexní číslo je uspořádaná dvojice [x, y], kde číslo x představuje reálnou část a číslo y imaginární část. Pokud je reálná část nulová,
Fakulta životního prostředí Katedra informatiky a geoinformatiky
Algebraické výrazy: počítání s mnohočleny
Fakulta životního prostředí Katedra informatiky a geoinformatiky
Základy infinitezimálního počtu
Teorie čísel Nekonečno
Fakulta životního prostředí Katedra informatiky a geoinformatiky
Fakulta životního prostředí Katedra informatiky a geoinformatiky
Lineární algebra.
Úvod do Teorie množin.
TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM
Úpravy algebraických výrazů
Dělitelnost přirozených čísel
Základní číselné množiny
Důkazové metody.
Dostupné z Metodického portálu ISSN: , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Fakulta životního prostředí Katedra informatiky a geoinformatiky
Church-Turingova teze Univerzální Turingův stroj Diagonalizace
Fakulta životního prostředí Katedra informatiky a geoinformatiky
Mocniny, odmocniny, úpravy algebraických výrazů
Zlomky – souhrn VY_32_INOVACE_11
Číselné obory Podmínky používání prezentace © RNDr. Jiří Kocourek 2013
Abeceda a formální jazyk
Dostupné z Metodického portálu ISSN: , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.
Číselným oborem rozumíme číselnou množinu, na které jsou definovány bez omezení početní operace sčítání a násobení, tj. číselný obor je vzhledem k těmto.
Radim Farana Podklady pro výuku
Fakulta životního prostředí Katedra informatiky a geoinformatiky
Matice.
Střední odborné učiliště Liběchov Boží Voda Liběchov Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Šablona:IV/2 Inovace a zkvalitnění výuky.
Predikátová logika.
Predikátová logika.
V matematice existují i seskupení objektů, které nejsou množinami.
Fakulta životního prostředí Katedra informatiky a geoinformatiky
Pre-algebra Antonín Jančařík.
Algebra II..
Funkce více proměnných.
Dostupné z Metodického portálu ISSN: , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.
SIGNÁLY A SOUSTAVY V MATEMATICKÉ BIOLOGII
Pre-algebra Antonín Jančařík.
Relace, operace, struktury
Turingův stroj.
Množiny.
MATEMATIKA Obsah přednášky Funkce. 3. Limita funkce
Úvod do logiky (presentace 2) Naivní teorie množin, relace a funkce
Komplexní čísla - 1 VY_32_INOVACE_ Motivační úvod.
Teorie množin.
polynom proměnné x f = anxn + an-1xn-1 + ……. + a0
Střední odborné učiliště Liběchov Boží Voda Liběchov Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Šablona:IV/2 Inovace a zkvalitnění výuky.
Čísla Množiny a podmnožiny čísel Přirozená čísla Nula Celá čísla
Množiny Matematika Autor: Mgr. Karla Bumbálková
Číselné obory 9.ročník Mgr. Miroslava Černá ZŠ Volgogradská 6B Ostrava-Zábřeh.
Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ Název školyGymnázium, Soběslav, Dr. Edvarda Beneše 449/II Kód materiáluVY_42_INOVACE_12_19 Název materiáluZákladní.
MNOŽINY RNDr. Jiří Kocourek. Množina: skupina (souhrn, soubor) nějakých objektů.
ALGEBRAICKÉ STRUKTURY
Definiční obor a obor hodnot
Obsah a rozsah pojmu Pojem lze vymezit buď definicí, jež určí nutné specifické vlastnosti, anebo výčtem všech předmětů, které pod tento pojem spadají.
MATEMATIKA Obsah přednášky. Opakování, motivační příklady Funkce.
Matematika pro ekonomy Jaro 2012 Ivana Vaculová
MATEMATIKA Obsah přednášky. Opakování, motivační příklady Funkce.
TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM
1 Lineární (vektorová) algebra
Matematická logika 5. přednáška
MNOŽINY RNDr. Jiří Kocourek.
Definiční obory. Množiny řešení. Intervaly.
Transkript prezentace:

Algebra

Proč zavádíme algebru hledáme nástroj pro popis objektů reálného světa (zejména pak matematiky) a pro popis operací s těmito objekty chceme tento nástroj budovat postupně od nejjednodušších objektů (univerzálních) po úzce specializované objekty

Základní pojmy Každý objekt je reprezentován datovým nosičem – množina popisující data, se kterými pracujeme operacemi – nejjednoduššími transformacemi, které nad daty můžeme provádět Binární operace na množině je zobrazení A  A  A, obvykle použijeme infixový tvar pro zápis operace a  b

Grupoid Nejuniverzálnějším objektem je grupoid (A, ), což je datový nosič A s jednou operací  Jedinou vlastností je fakt, že užitím operace na libovolné dva prvky z A dostaneme opět prvek z A. Tedy množina A je vzhledem k operaci  uzavřená. Zavádíme pojem komutativní grupoid a,b  A: a  b = b  a

Pologrupa Pro asociativní operaci platí a,b,c  A: (a  b)  c = a  (b  c) Pologrupa (A, ) je grupoid s asociativní operací POZOR! Vlastnosti grupoidu zůstávají Opět můžeme hovořit o komutativní pologrupě, pokud je operace navíc komutativní Opakovanou aplikací operace na tentýž prvek získáme mocninu v monoidu (A, ) označíme an = aa ... a (n-krát) pro lib. nN

Neutrální prvek Levý neutrální prvek je takové e  A, které splní a  A: e  a = a Analogicky pravý neutrální prvek je takové e  A, kde a  A: a  e = a Levých neutrálních prvků může být více, pokud nejsou žádné pravé (a naopak). Obsahuje-li pologrupa levý a pravý neutrální prvek, pak se musí jednat o tentýž prvek, který se nazývá neutrální prvek důkaz: el = el  ep = ep

Monoid Monoid (A, ) je pologrupa s neutrálním prvkem Monoid je tedy množina s operací, kde platí uzavřenost, asociativní zákon a existuje neutrální prvek (oboustranný). V případě komutativní operace hovoříme o komutativním monoidu.

Inverzní prvek Mějme monoid (A, ) s neutrálním prvkem e Pak b  A je levý (resp. pravý) inverzní prvek k a  A, pokud platí b  a = e (resp. a  b = e) Inverzní prvek je pak takový prvek, který splní a  b = b  a = e Inverzní prvek k prvku a značíme a-1

Grupa Je dán monoid (A, ), kde je a  A, e neutrální prvek, l levý inverzní prvek k a a p pravý inverzní prvek k a. Pak platí: p = e  p = (l  a)  p = l  (a  p) = l  e = l Z uvedeného plyne, že l = p V monoidu tedy neexistuje nic jako levý a pravý inverzní prvek! Grupa (A, ) je monoid, kde ke každému prvku existuje prvek inverzní Opět hovoříme také o komutativní grupě

Řád prvku a řád grupy Řád prvku a grupy (G, ) je nejmenší přirozené číslo n takové, že an = e. Pokud takové n neexistuje, pak a má řád 0. Řádem grupy se nazývá mohutnost, tj. počet prvků její nosné množiny.

Zbytkové třídy Pro dané číslo n  N definujeme na množině Z relaci ρ takto: a ρ b  a ≡ b (mod n)  n | a-b Tedy v relaci jsou spolu právě taková čísla a a b, která dávají po dělení n stejný zbytek Relace ρ je relací ekvivalence na množině Z. Této relaci přísluší rozklad Z/ρ značí se Zn jednotlivé prvky (třídy) rozkladu se nazývají zbytkové třídy a značí se [a]n tedy [a]n = {a + kn | k  Z}

Operace se zbytkovými třídami Na množině zbytkových tříd modulo n lze definovat operace + a * takto: [a]n + [b]n = [a+b]n [a]n  [b]n = [ab]n Operace jsou korektně definovány pomocí reprezentantů Modulární aritmetika; aplikace v kryptografii Množina zbytkových tříd je uzavřená vzhledem k operacím sčítání a násobení

Grupy zbytkových tříd Algebraická struktura (Zn,+) je komutativní grupa pro libovolné n operace je uzavřená, komutativní a asociativní existuje neutrální prvek e = [0]n ke každému prvku [a]n existuje inverzní prvek [-a]n Algebraická struktura (Zn, ) je komutativní monoid pro libovolné n existuje neutrální prvek e = [1]n inverzní prvky obecně existovat nemusí

Prvky, k nimž existuje inverze Třída [a]n má inverzi  NSD(a,n)=1 Invertibilní prvky Prvky, k nimž existuje inverze Třída [a]n má inverzi  NSD(a,n)=1 plyne z Bezoutovy rovnosti Vypustíme-li všechny třídy soudělné s modulem (včetně nulové), získáme grupu zbytkových tříd – značíme (Zn*,)

Tradiční matematické příklady (N, +) komutativní pologrupa (N0, +) komutativní monoid (N, ) komutativní monoid (Z, +) komutativní grupa (Z, ) komutativní monoid (Q, +) komutativní grupa (Q, ) komutativní monoid (Q-{0}, ) komutativní grupa (Zn, +) komutativní grupa (Zn, ) komutativní monoid (Zn*, ) komutativní grupa

Vlastnosti struktur V pologrupách nezáleží na uzávorkování V komutativní grupoidech nezáleží na pořadí V pologrupách definujeme mocninu an jako aplikaci operace na n činitelů a Mocnina se zápornými n se definuje jako inverze na mocninu V monoidu existuje také a0 = e V grupě je inverzí k prvku a  b prvek b-1  a-1 Lze dokázat (v monoidu) platnost am  an = am+n, (am)n = amn

Příklady Na konečné množině A = {@, #, $,%} je možno zadat operaci * tabulkou. Rozhodněte, zda je operace * komutativní a asociativní Existuje v grupoidu (A,*) neutrální prvek? Pokud ano, existuje ke každému prvku inverzní prvek? Ukažte, že ({a,b}+, ·) je pologrupa, ale není monoid. Určete řád prvku 5 v grupě (Z7, +) Určete řád prvku 3 v grupě (Z5*, ·) Určete vlastnosti struktur ({0,1},+) a ({0,1},·) * @ # $ %

Podstruktury Nechť (A,*) je grupoid / pologrupa / monoid / grupa a nechť BA. Jestliže je i (B,*) grupoid / pologrupa / monoid / grupa, nazýváme jej / ji podgrupoid / podpologrupa / podmonoid / podgrupa. Například (S0, +) je podmonoidem monoidu (N0, +), kde S značí množinu všech sudých přirozených čísel.

Podgrupy (H, ) je podgrupou grupy (G, ) právě tehdy, když: H  G e  H a  H  a-1  H a,b  H  a  b  H Pomocí množiny M  G můžeme generovat podgrupu (M, ) grupy (G, ) – hovoříme o podgrupě generované množinou M Grupa generovaná jednoprvkovou množinou se nazývá cyklická