近世代数学习系列一 学习方法
近世代数学习方法 “近世代数”是一门比较抽象的学科,初学者往往感到虚无飘渺,困难重重。为此,下面介绍五种常用的学习方法。 一、通过例子来加深对基本理论的理解 针对“近世代数”课程的概念抽象、难于理解的特点,我们认为理解概念的一种有效方法是多举已学过的典型例子。例如,一元多项式环和整数环是主理想整环的例子,关于主理想整环的许多结论都是通过推广关于多项式和整数的结论得到;一个无零因子交换环的商域就是模仿整数环和有理数环间的关系构造的;整环里的因子分解理论就是分解质因数和多项式的因式分解理论的推广。 当我们学习“近世代数”时,就仅仅背下来一些命题、性质和定理,并不意味着真正地理解。要想真正理解,需要清楚这些命题、性质和定理的前提条件为什么是必要的?而达到这个目的的最有效的方法就是构造反例。通常的做法是:去掉一个前提条件后,构造一个结论不成立的例子,从而表明所去掉的前提条件是必要的。例如,关于素理想和极大理想的关系有结论:设R是含1交换环,则R的极大理想一定是素理想。那么这个结论的条件“含1”是必要的吗?这个问题的答案可从下面的例子容易得到。例:设R是所有偶数构成的环,Z表示整数环,则4Z是R的极大理想,但4Z不是R的素理想。 二、通过变换角度来寻求问题的解法 通过变换角度来寻求问题的解法是一种很普遍的解题方法,通常是将已知或未知较复杂的问题变换为等价的较简单的问题,或者是将新问题变换为已经解决的问题,或者是将未知与已知关系较少的问题变为已知与未知关系较多的问题等等。下面举例说明这种方法: 例:设是从G1到G2的满同态,N2是G2的不变子群,N1= -1(N2),证明G1/N1同构于G2/N2。 对于这个问题,我们不直接证明G1/N1同构于G2/N2,而是将问题进行变换,先构造从G1到G2/N2的满同态,再证明N1是的核,然后根据同态基本定理知
近世代数习题与答案
近世代数习题与答案 Prepared on 22 November 2020
一、 选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分) 一、 (从下列备选答案中选择正确答案) 1、下列子集对通常复数的乘法不构成群的是( )。 (A) {1,-1,i ,-i } (B) {1,-1} (C) {1,-1,i } 2、设H 是群G的子群,a ,b ∈G,则aH = bH 的充要条件是( )。 (A) a -1b -1∈H (B) a -1b ∈H (C) ab -1∈H 3、在模6的剩余类环Z 6 中,Z 6 的极大理想是( )。 (A) (2),(3) (B) (2) (C)(3) 4、若Q 是有理数域,则(Q(2):Q)是( )。 (A) 6 (B) 3 (C) 2 5、下列不成立的命题是( )。 (A) 欧氏环是主理想环 (B) 整环是唯一分解环 (C) 主理想环是唯一分解环 二、填空题(本题共5空,每空3分,共15分) (请将正确答案填入空格内) 1、R 为整环,a ,b ∈R ,b |a ,则(b ) (a )。 2、F 是域,则[](()) F x f x 是域当且仅当 。 3、域F 上的所有n 阶方阵的集合M n (F )中,规定等价关系~: A ~ B ?秩(A )=秩(B ),则这个等价关系决定的等价类有________个。 4、6次对称群S 6中,(1235)-1(36)=____________。 5、12的剩余类环Z 12的可逆元是 。 三、判断题(本题共5小题,每小题2分,共10分) (请在你认为正确的题后括号内打“√”,错误的打“×”) 1、设G 是群,?≠H ,若对任意a,b ∈H 可推出ab ∈H ,则H≤G .. ( ) 2、群G 中的元,a b ,()2,()7,a b ab ba ===,则()14ab =。 ( ) 3、商环6Z Z 是一个域。 ( )
代数表示论简介
代数表示论简介 在数学研究中,我们随处可见表示的思想。例如,复数可以用实平面上的点(或数对)表示;有限维复向量空间上的线性变换可以用它的Jordan标准形表达。狭义的表示是指一个代数系统(如群,结合环,李代数等)在某个向量空间上的作用,这些作用常常自然地出现在数学和物理的研究中。比如,分子的对称性可以用某个群刻画,利用这个群的表示理论可以大大简化分子振动微分方程的求解问题。20世纪30年代,德国女数学家Noether系统地发挥了表示的思想,她把表示解释为模,由此奠定了现代表示论的基础。 有限维(结合)代数是抽象代数中的一个古老的分支。它的起点是Hamilton在1843年发现的有名的四元数代数。此后,历经许多大数学家之手,终于由Wedderburn在20世纪初建立了半单代数的表示理论。目前人们研究的主要是各种各样的非半单代数的表示理论。代数表示论的主要目标是研究有限维代数上的不可分解模以及它们之间的同态映射。一个有限维代数A通常可以用一个箭图Q(即有向图)及某种关系表示, 研究代数A上的模相当于研究箭图Q上的表示。给定一个域k, 所谓箭图Q的一个表示,是指如下的要素:在Q的每个顶点处放一个(有限维)k-向量空间,在Q的每条边上放一个k-线性映射。对于Q的两个表示,可以建立它们之间的同态映射。我们关心的是表示的同构类。把箭图Q的全体表示放在一起,就构成了表示的范畴。这是代数表示论的最基本的研究对象。 例如,不难看出,在复数域上如下箭图的表示的同构类与复数矩阵的Jordan标准形一一对应: 上世纪70年代初,瑞士数学家Gabriel证明了如下的著名结果:箭图Q是表示有限型的(即Q的不可分解表示的同构类只有有限多个)当且仅当Q的底图是有限多个如下形式的图的不交并: A (n≥1):??…?? n 1 2 n-1 n ? 2 D (n≥4):??…?? n 1 3 n-1 n ? 3 E (n=6,7,8):????…?? n 1 2 4 5 n-1 n
近世代数学习系列二十二 群论与魔方
群论与魔方:群论基础知识 要了解破解魔方攻略背后的数学原理,「群论」(Group Theory)是必不可少的知识,本章介绍群论的基础知识。群论是「抽象代数学」(Abstract Algebra)的重要分支,是有关「群」(Group)的理论。抽象代数学跟一般代数学或线性代数学不同,其要旨不是解方程或方程组,而是研究各种代数结构的特性,「群」就是一种非常重要的代数结构。 群的基本定义 设有一个集合G和G上的「二元运算」(Binary Operation)「?」。如果G 的元素和「?」满足以下「公理」(Axiom),我们便说(G, ?)构成一个「群」(为了行文方便,有时可以把「群(G, ?)」径直称为「群G」): 1.「封闭性」(Closure)-对G中任何两个元素a和b而言,a ? b ∈ G。 2.「结合性」(Associativity)-对G中任何三个元素a、b和c而言,(a ? b) ? c = a ? (b ? c)。 3.「单位元」(Identity)-存在G中一个元素e (称为「单位元」),使得对于G中任何元素a而言,e ? a = a ? e = a。 4.「逆元」(Inverse)-对于G中任何元素a而言,都有G中的元素a?1 (称为a的「逆元」),使得a ? a?1 = a?1? a = e。 请注意由于「?」满足结合性,在写出三个或以上元素之间的运算时,可以不用括号,即写成a ? b ? c。如果某个运算涉及同一个元素,我们可以像一般乘法那样采用「指数」记法,例如可以把a ? a ? a写成a3。我们还可以仿照一般乘法规定零指数和负指数的定义如下:a0= e,a?n= (a?1)n。另外,可以证明上述定义中的「单位元」是唯一的,而且对于G中任一元素a而言,其「逆元」a?1也是唯一的。根据「封闭性」,若a和b是G的元素,则(a ? b)也是G 的元素,因此我们也可以谈论(a ? b)的逆元,而且这个逆元满足 (a ? b)?1 = b?1? a?1(1)
近世代数基础习题课答案到第二章9题
第一章 第二章 第一章 1. 如果在群G 中任意元素,a b 都满足222()ab a b =, 则G 是交换群. 证明: 对任意,a b G ∈有abab aabb =. 由消去律有ab ba =. □ 2. 如果在群G 中任意元素a 都满足2a e =,则G 是交换群. 证明: 对任意,a b G ∈有222()ab e a b ==. 由上题即得. □ 3. 设G 是一个非空有限集合, 它上面的一个乘法满足: (1) ()()a bc ab c =, 任意,,a b c G ∈. (2) 若ab ac =则b c =. (3) 若ac bc =则a b =. 求证: G 关于这个乘法是一个群. 证明: 任取a G ∈, 考虑2{,,,}a a G ??. 由于||G <∞必然存在最 小的i +∈ 使得i a a =. 如果对任意a G ∈, 上述i 都是1, 即, 对任意x G ∈都有2x x =, 我们断言G 只有一个元, 从而是幺群. 事实上, 对任意,a b G ∈, 此时有: ()()()ab ab a ba b ab ==, 由消去律, 2bab b b ==; 2ab b b ==, 再由消去律, 得到a b =, 从而证明了此时G 只有一个元, 从而是幺群. 所以我们设G 中至少有一个元素a 满足: 对于满足 i a a =的最小正整数i 有1i >. 定义e G ∈为1i e a -=, 往证e
为一个单位元. 事实上, 对任意b G ∈, 由||G <∞, 存在 最小的k +∈ 使得k ba ba =. 由消去律和i 的定义知k i =: i ba ba =, 即be b =. 最后, 对任意x G ∈, 前面已经证明了有最小的正整数k 使得k x x =. 如果1k =, 则2x x xe ==, 由消去律有x e = 从而22x e e ==, 此时x 有逆, 即它自身. 如果1k >, 则11k k k x x xe xx x x --====, 此时x 也有逆: 1k x -. □ 注: 也可以用下面的第4题来证明. 4. 设G 是一个非空集合, G 上有满足结合律的乘法. 如果该乘法 还满足: 对任意,a b G ∈, 方程ax b =和ya b =在G 上有解, 证明: G 关于该乘法是一个群. 证明: 取定a G ∈. 记ax a =的在G 中的一个解为e . 往证e 是G 的单位元. 对任意b G ∈, 取ya b =的一个解c G ∈: ca b =. 于是: ()()be ca e c ae ca b ====. 得证. 对任意g G ∈, 由gx e =即得g 的逆. □ 5. 找两个元素3,x y S ∈使得222()xy x y =/. 解: 取(12)x =, (13)y =. □ 6. 对于整数2n >, 作出一个阶为2n 的非交换群. 解: 二面体群n D . □ 7. 设G 是一个群. 如果,a b G ∈满足1r a ba b -=, 其中r 是正整数, 证 明: i i i r a ba b -=, i 是非负整数.
《近世代数》模拟试题及答案
近世代数模拟试题 一. 单项选择题(每题5分,共25分) 1、在整数加群(Z,+)中,下列那个是单位元(). A. 0 B. 1 C. -1 D. 1/n,n是整数 2、下列说法不正确的是(). A . G只包含一个元g,乘法是gg=g。G对这个乘法来说作成一个群; B . G是全体整数的集合,G对普通加法来说作成一个群; C . G是全体有理数的集合,G对普通加法来说作成一个群; D. G是全体自然数的集合,G对普通加法来说作成一个群. 3. 如果集合M的一个关系是等价关系,则不一定具备的是( ). A . 反身性 B. 对称性 C. 传递性 D. 封闭性 4. 对整数加群Z来说,下列不正确的是(). A. Z没有生成元. B. 1是其生成元. C. -1是其生成元. D. Z是无限循环群. 5. 下列叙述正确的是()。 A. 群G是指一个集合. B. 环R是指一个集合. C. 群G是指一个非空集合和一个代数运算,满足结合律,并且单位元, 逆元存在. D. 环R是指一个非空集合和一个代数运算,满足结合律,并且单位元,
逆元存在. 二. 计算题(每题10分,共30分) 1. 设G 是由有理数域上全体2阶满秩方阵对方阵普通乘法作成的群,试求中G 中下列各个元素1213, ,0101c d cd ?? ??== ? ?-????, 的阶. 2. 试求出三次对称群 {}3(1),(12),(13),(23),(123),(132)S = 的所有子群.
3. 若e是环R的惟一左单位元,那么e是R的单位元吗?若是,请给予证明. 三. 证明题(第1小题10分,第2小题15分,第3小题20分,共45分). 1. 证明: 在群中只有单位元满足方程
抽象代数
近世代数练习题 一、填空题 1、设集合A={1,2,3,?,m},B={1,2,3,?,n},是正整数n m ,,集合B A ?含有 个元素。 2、设集合{},,,A e f m n =,{}ργβα,,,=B ,则集合A 到B 之间可以建立 个映射。 3、设集合A 含有m 个元素,则A 上的变换共有 个 4、n 次对称群n S 的阶是 。 5、在模5的剩余类加群的子集{}]1[=A 生成的子群是 。 6、设R 是模2 n (N N n ,∈为自然数集)的剩余类环,[]x R 中的多项式2 x 在R 里有 个根。 7、由13 =x 的三个根对于普通乘法构成的群里,阶数大于2的元的个数是 。 8、一个 环是域。 9、设μ一个环R 的一个不等于R 的理想,如果除了R 和μ以外,没有包含μ的理想,那么μ叫作一个 。 10、若域F 的一个扩域E 的每一个元都是F 上的一个代数元,那么E 叫做F 的 。 二、选择题 1、设集合{}3,2,1=A ,则下列集合A 上的变换不是一一映射的是( ) 。 332211:→→→τA 133221:→→→ρB 233221:→→→δC 132231:→→→σD 2、下列说法错误的是( ) 域是除环A 域是整环B 可交换除环是域C 可交换整环是域D 3、在一个有限群里,阶数大于2的元的个数一定是( )。 奇数A 偶数B 0C 整数D 4、下列环中不是除环的是( ) 整数集A 有理数集B 实数集C 复数集D 5、设有理数域Q 上的一元多项式环[]x Q ,理想()()() =+++11 35 2 x x x ( ) 。
()1A ()12 +x B ()135 ++x x C () 2235 +++x x x D 6、对于实数的普通乘法,以下实数域R 的变换中同态满射的是( ) αασ→:A 2:αατ→B ααρ-→:C ααδ→:D 7、设2 2?R 是数域R 上的一切22?矩阵构成的集合,它对于矩阵的加法和乘法做成一个环,则 以下矩阵可作为环2 2?R 的零因子的是( )。 ???? ??0000A ???? ??0001B ???? ??0111C ??? ? ??1101D 8、整数环Z 中,可逆元的个数是( )。 1A 2A 3C 4A 9、剩余类加群Z 18的子群有( )。 个3A 个4B 个5C 个6D 10、设有理数域Q 上的一元多项式环[]x Q ,理想()()() =+++11 35 2x x x ( ) 。 ()1A ()12 +x B ()135 ++x x C () 2235 +++x x x D 三、计算题 1、设集合{}1174,1,,=A ,{}642,,=B ,求A ?B , A ? B ,B A ?。 2、设集合{}864,2,,=A ,{}963,,=B ,求A ?B , A ? B , B A ?。 3、试举出一个由正实数集+ R 到实数集R 的一一映射。 4、设6元置换 ???? ??=???? ??=???? ??=254613654321;456132654321;245316654321 ρτπ (1)求1 -π ,τρ (2)求π, τ和ρ的循环置换表达式,并求||π, τ, ρ。 5、求出3次对称群3S 的所有子群。 6、求出剩余类加群8Z 的所有子群。 7、设{} Q Q b a b a R ,,2∈+=是有理数集,问R 对于普通加法和乘法能否构成一个域。
近世代数学习系列十 中英对照
近世代数中英对照学习 一、字母表 atom:原子 automorphism:自同构 binary operation:二元运算 Boolean algebra:布尔代数 bounded lattice:有界格 center of a group:群的中心 closure:封闭 commutative(Abelian) group:可交换群,阿贝尔群commutative(Abelian) semigroup:可交换半群comparable:可比的 complement:补 concatenation:拼接 congruence relation:同余关系 cycle:周期 cyclic group:循环群 cyclic semigroup:循环半群 determinant:行列式 disjoint:不相交 distributive lattice:分配格 entry:元素 epimorphism:满同态
factor group:商群 free semigroup:自由半群 greatest element:最大元 greatest lower bound:最大下界,下确界group:群 homomorphism:同态 idempotent element:等幂元identity:单位元,么元 identity:单位元,么元 inverse:逆元 isomorphism:同构 join:并 kernel:同态核 lattice:格 least element:最小元 least upper bound:最小上界,上确界left coset:左陪集 lower bound:下界 lower semilattice:下半格 main diagonal:主对角线 maximal element:极大元 meet:交
近世代数习题与答案
近世代数习题与答案 Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
一、 选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分) 一、 (从下列备选答案中选择正确答案) 1、下列子集对通常复数的乘法不构成群的是( )。 (A) {1,-1,i ,-i } (B) {1,-1} (C) {1,-1,i } 2、设H 是群G的子群,a ,b ∈G,则aH = bH 的充要条件是( )。 (A) a -1b -1∈H (B) a -1b ∈H (C) ab -1∈H 3、在模6的剩余类环Z 6 中,Z 6 的极大理想是( )。 (A) (2),(3) (B) (2) (C)(3) 4、若Q 是有理数域,则(Q(2):Q)是( )。 (A) 6 (B) 3 (C) 2 5、下列不成立的命题是( )。 (A) 欧氏环是主理想环 (B) 整环是唯一分解环 (C) 主理想环是唯一分解环 二、填空题(本题共5空,每空3分,共15分) (请将正确答案填入空格内) 1、R 为整环,a ,b ∈R ,b |a ,则(b ) (a )。 2、F 是域,则[](()) F x f x 是域当且仅当 。 3、域F 上的所有n 阶方阵的集合M n (F )中,规定等价关系~: A ~ B ?秩(A )=秩(B ),则这个等价关系决定的等价类有________个。 4、6次对称群S 6中,(1235)-1(36)=____________。 5、12的剩余类环Z 12的可逆元是 。 三、判断题(本题共5小题,每小题2分,共10分) (请在你认为正确的题后括号内打“√”,错误的打“×”) 1、设G 是群,?≠H ,若对任意a,b ∈H 可推出ab ∈H ,则H≤G .. ( ) 2、群G 中的元,a b ,()2,()7,a b ab ba ===,则()14ab =。 ( ) 3、商环6Z Z 是一个域。 ( )
近世代数1
第一章 §1.1集合 §1.2映射与变换 教学内容:集合,子集,集合相等的概念 集合关系及运算的定义和性质 映射,单射,满射,双射,逆映射的定义及例子 变换,置换等的定义及例子 映射的象及逆象的定义,映射的乘法 教学重点:集合的关系及运算,映射变换的定义,映射的乘法在很多课程中都学过有关集合的知识,一些基本的概念和结论不再重复,这里,只复习一下不太熟悉的知识,并在符号上做一个统一的规定。 1、用Z表示整集合,Z*表示非零整数集,用ψ表示有理数集,ψ*表示非零有理数数集等。 Z+ ,ψ+…R,C… 2、AB表示A是B的子集,A=B或AB AB表示A是B的真子集,即B中有不存在A的元素 AB表示A不是B的子集 AB表示A不是B的真子集 A=BAB且BA 3、如果集合A含有无穷多个元素,则记为=,如果A含有n个元素,则记为=n。(A的阶),有+=+ 4、称集合A-B={aaA, aB}为集合A与B的差集。易知有A-B=A 5、集合A有很多子集,将A的所有子集放在一起(包括空集)也组成一个集合,称为A的幂集,记作P(A)。=(=n) 映射是函数的推广,函数的定义中要求有两个数集,而映射中,是一般的集合 6、定义:设A,B是两个集合,如果有一个法则,他对于A中每个元素,在B中都有一个唯一确定的元素y与它对应,则称为从A到B的映射。这种关系常表示为 :AB 或:xy 或y=(x) xy 且称y为x在之下的像,称x为y在之下的原像或逆像。 由定义可知,映射必须满足三个条件: ①A中每个元素都有像,②A中元素的像是唯一的,③A中元素的像在B里。 例:P6例1-6
例1.不是映射,不满足①例2.不是映射,不满足②例3.不是映射,不满足③ 例4.是映射,不单不满例4.是映射,不单,满例6.是映射, 单不满 7、映射是函数概念的推广,是对应法则,A是定义域,B包含值域,根据B是否与值域相等,可将映射区分为是否是满射。A中不同元 素的像可能相同,也可能不同,据此可区分映射是否为单射。 定义:设为A到B的一个映射,如果B中每个元素在A中都有逆 像,则称为A到B的一个满射。如果A 中不同的元素在B中的像也不同,则称是从A到B的一个单射。如果既是满射又是单射,则称是从A到B的一个双射,或一一映射。 例:P7,例 4-8 例7,双射,例8,满射,不单。 8、设有映射:AB,A,B.用()表示中所有元素在之下的像的全体组成的集合,称为在之下的像,()B。用()表示中所有元素在之下的逆像全体组成的集合,称为在之下的逆像,()A。 易知:是满射(A)=B. 9、设:AB是双射,(思考,为什么?),则:BA 也是一个映射,且为双射(为什么?), xy=(x) yx 称为的逆映射。 注意:双射才有逆映射。 定理:设A,B是两个有限集合,且=,是A到B的一个映射,则是单射是满射是双射 证明:略。 10、设б与都是A到B的映射,如果xA,都有б(x)=(x),则称б与相等,记作б= 11、设:AB б:C 则AC x(x) y(y), x(x)((x)) 是一个A到C的映射,记为,即:AC 并称为与的合成或乘积。 x((x)) 12、集合A 到自身的映射,叫做集合A的一个变换,类似可定义单变换,满变换,双射变换(一一变换)等。 将集合A每个元素映为自身的变换,称为A的恒等变换,:AB 它是一个一一变换。 xx,
近世代数
1.1集合 1、B 包含于A ,但B 不是A 的真子集,这个情况什么时候能出现? 解 由题设及真子集定义得,A 的每一个元都属于B ,因此A 属于B ,B 属于A ,得A=B 。所以上述情形在A=B 的情况下出现。 2、假设A 包含于B,A ∩B=? A ∪B=? 解 (i )由于A 包含于B ,所以A 的每一个元都属于B ,即A 的每一个元都是A 和B 的公共元,因而由交集的定义得 A 包 含于A ∩B ,但显然有A ∩B 包含于A ,所以A ∩B=A (ii )由并集的定义,A ∪B 的每一个元都属于A 和B 之一,但A 包含于B ,所以A ∪B 的每一元都属于B :A ∪B 包含于B 。 另一方面B 包含于A ∪B ,所以A ∪B=B 。 1.2映射 1、A={1,2,……,100}。找一个AxA 到A 的映射。 解 用(a ,b )表示AxA 的任意元素,a 和b 都属于A 。按照定义做一个满足要求的映射即可,例如 Ф: (a ,b )→a 就 是这样的一个,因为Ф替AxA 的任何元素(a ,b )规定了一个唯一的象a ,而a ∈A 。 2、习题1的映射下是不是每一个元都是AxA 的一个元的象? 解 映射Ф之下,A 的每一个元素都是AxA 的一个元的象,因为(a ,b )中的a 可以是A 的任一元素。 1.3 代数运算 1、A={所有不等于零的偶数}。找一个集合D ,使得普通乘法是AxA 到D 的代数运算。是不是找得到一个这样的D ? 解 一个不等于零的偶数除一个不等于零的偶数所得结果总是一个不等于零的有理数。所以取 D={所有不等于零的有理数}, 普通除法就是一个AxA 到D 的代数运算。 2、A={a,b,c}. 规定A 的两个不同的代数运算。 解 (i )用运算表给出A 的一个代数运算: o 按照这个表,通过o ,对于A 的人和两个元素都可以得出一个唯一确定的结果a 来,而a 仍属于A 。所以o 是A 的一个代数运算。 这个代数运算也可以用一下方式来加以描述o : (x ,y )→a=x o y 对一切x ,y ∈A (ii)同理o : (x ,y )→x=x o y 对一切x ,y ∈A 也是A 的一个代数运算。(列表亦可) 1.4 结合律 1、A={所有不等于零的实数}。O 是普通除法: a o b=a / b 这个代数运算适不适合结合律? 解 这个代数运算o 不适合结合律。例如,当 a = 4, b = c = 2 时 ( a o b )o c = (4o2)o2 =4/2 o2=2/2=1 a o(b o c) = 4o(2o2) =4 o(2/2)=4/1=4 所以 当a ,b 和c 取上述值时 ( a o b )o c ≠ a o(b o c)。 2、A={所有实数}。代数运算o :(a ,b)→a+2b= a o b 适不适合结合律? 解 略 3、A={a,b,c}. 由表 给出的代数运算适不适合结合律? 解 所给代数运算o 适合结合律。为得出结论,需对元素a ,b ,c 的27(=33)种排列(元素允许重复出现)加以验证。
近世代数期末考试试卷及答案
一、单项选择题(本大题共5小题,每小题3分,共15分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1、设G 有6个元素的循环群,a 是生成元,则G 的子集( )是子群。 A 、{}a B 、{}e a , C 、{}3,a e D 、 {}3,,a a e 2、下面的代数系统(G ,*)中,( )不是群 A 、G 为整数集合,*为加法 B 、G 为偶数集合,*为加法 C 、G 为有理数集合,*为加法 D 、G 为有理数集合,*为乘法 3、在自然数集N 上,下列哪种运算是可结合的?( ) A 、a*b=a-b B 、a*b=max{a,b} C 、 a*b=a+2b D 、a*b=|a-b| 4、设1σ、2σ、3σ是三个置换,其中1σ=(12)(23)(13),2σ=(24)(14),3σ=(1324),则 3σ=( ) A 、12σ B 、1σ2σ C 、22σ D 、2σ1σ 5、任意一个具有2个或以上元的半群,它( )。 A 、不可能是群 B 、不一定是群 C 、一定是群 D 、 是交换群 二、填空题(本大题共10小题,每空3分,共30分)请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1、凯莱定理说:任一个子群都同一个----------同构。 2、一个有单位元的无零因子-----称为整环。 3、已知群G 中的元素a 的阶等于50,则4a 的阶等于------。 4、a 的阶若是一个有限整数n ,那么G 与-------同构。 5、A={1.2.3} B={2.5.6} 那么A ∩B=-----。 6、若映射?既是单射又是满射,则称?为-----------------。 7、α叫做域F 的一个代数元,如果存在F 的-----n a a a ,,,10Λ使得 010=+++n n a a a ααΛ。
近世代数学习系列三 环
环 简介 一个具有两种二元运算的代数系统。在抽象代数产生的19世纪,数学家们开始研究满足所有合成律(即加法交换律、结合律,乘法交换律、结合律,以及乘法对加法的分配律等等)或者满足其中的一部分的集合。倘若一个集合具有加法、乘法和相应的运算性质,它就称为环。整数集Z就构成一个(数)环。 在20世纪,数学家们开始研究一种新型结构叫“环”。环是一个集合,其中的元素能通过一种类似加法运算按下面的方式结合起来: 1. 若a和b都是环中的元素,那么a+b也是环中的元素; 2. 加法符合结合律:若a、b和c都属于这个环,那么a+(b+c)=(a+b)+c; 3. 在环中存在一个类似于0的元素--甚至也可以称它为0--具有性质:对于环中的任一元素a,有0+a=a; 4. 对于环中的每个元素a和b,a+b=b+a都成立。 在环中,还对这些元素定义了另一个类似于乘法的运算,它具有下面两个性质: 1. 若a和b属于环,那么它们的乘积ab也属于环; 2. 若a、b和c属于环,那么结合律成立:a(bc)=(ab)c。 环的乘法通常不满足交换律(ab=ba 一般不成立),而且并不是环中的每个元素都有一个乘法的逆元。各种n×n矩阵的集合连同运算选出来,就形成一个具体的环的例子。 在20世纪的前30多年中,由于德国数学家诺特(Emmy Noether,1882-1935年)的工作,环的结构的研究变得非常重要。 环论往往相当抽象。虽然许多对环论感兴趣的数学家常常用字母表示环中的元素,但是由于他们对矩阵的理解非常深刻,给出了许多卓有成效的解释,所以有时把一个特殊的环表示成一个n×n矩阵的集合。这类矩阵表示,不仅能使数学家们把环理解成具体的,甚至是可以计算的问题,而且能使数学家们去运用数学理论家的那种非常抽象的思想。这种用矩阵集合表示环或群的方法,已经成为
韩士安 近世代数 课后习题解答
习题1-1(参考解答) 1. (1)姊妹关系 (2)()(),P S ? (3) (),{1},1a b Z a b ∈?≠,.例如(2 ,6 )2,(3 ,6 )3,==但()2,31=. 2. 若b 不存在,则上述推理有误.例如{}{~~~~}S a b c R b c c b b b c c =,,,:,,,. 3. (1)自反性:,(),,n A M E GL R A EAE ?∈?∈=~A A ∴ 对称性: 1111,,~,,(),,,,().~.n n A B M A B P Q GL R A PBQ B P AQ P Q GL R B A ?????∈?∈==∈∴ 传递性: 12211221212,,~,~,,,,(),,,,n A BC M A B B C P Q P Q GL R A PBQ B P CQ A PP CQ Q ?∈?∈===1212,(),~.n PP Q Q GL R A C ∈∴ (2) 自反性:1,(),,~.n A M E GL R A E AE A A ??∈?∈=∴ 对称性: ()11,,~,(),,,(),~.T T n n A B M ifA B T GL R A T BT B T BT T GL R B A ???∈?∈=∴=∈∴ 传递性: 121122,,,~,~,,(),,,T T n A B C M ifA B B C T T GL R A T BT B T CT ?∈?∈== ()12211221,T T T A T T CT T TT CT T ∴==12(),~.n TT GL R A C ∈∴ (3) 自反性:()1,,,~.n n A GL E GL R A E AE A A ??∈?∈=∴ 对称性: 1,(),~,(),,n n A B GL R ifA B T GL R A T BT ??∈?∈= () 1 1 111,(),~n B TAT T AT T GL R B A ?????∴==∈∴. 传递性: 11121122,,(),~,~,,(),,,n n A B C GL R A B B C T T GL R A T BT B T CT ???∈?∈== ()()1 1112212121,A T T CT T T T C T T ???∴==21(),~.n T T GL R A C ∈∴ 4. 证明: (1) 反身性:,()(),~a A a a a a φφ?∈=∴Q (2)对称性: ,,~,()(),()(),.a b A ifa b a b b a b a φφφφ∈=∴==