Groep (wiskunde): Verskil tussen weergawes

Content deleted Content added
JMK (besprekings | bydraes)
taaldetail
JMK (besprekings | bydraes)
taaldetail
Lyn 39:
 
===Sikliese groepe===
'n '''[[Sikliese groep]]''' is 'n groep waarvan al die elemente gegenereer kan word deur opeenvolgende [[funksie komposisie|komposisie]] van 'n operasie, wat die groep definieer toedeur tetoepassing pas opvan 'n enkele element van die groep. Byvoorbeeld, in die geval van 'n sikliese siklies-vermenigvuldigende groep, word al die elemente van die groep deur die versameling van alle heelgetal magteheelgetalmagte van 'n [[primitiewe element]] van die groep gedefinieer, ''G'' = < ''a'' > = { ''a''<sup>''n''</sup> | ''n'' <math>\scriptstyle \in</math> '''Z''' mod m | m <math>\scriptstyle \in</math> '''Z'''}. Indien opeenvolgende [[funksie komposisie|komposisie]] van die operasie wat die groep definieer op 'n nie-primitiewe element van die groep toegepas word, word 'n sikliese deelgroep gegenereer waarvan die orde die orde van die groep verdeel. Dus indienIndien die orde van 'n groep dan 'n priem getalpriemgetal is, is al die elemente daarvan, behalwe die identiteit, primitiewe elemente van die groep. Dit is belangrik om daarop te let dat 'n groep al die sikliese [[deelgroep]]e wat deur elk van die elemente van ''G'' genereer word bevat. 'n Groep wat opgestel word vanuit sikliese deelgroepe is nie self noodwendig 'n sikliese deelgroep nie, b.v., 'n [[Klein-vier-groep|Kleingroep]] is nie 'n sikliese groep nie selfs al word dit opgestel uit twee kopiëkopieë van die sikliese groep van orde 2.
 
== Notasie vir groepe ==
Lyn 45:
Groepe kan verskillende notasies gebruik afhangende van die konteks en die groep-operasie.
* Additiewe groepe gebruik ''+'' om optelling aan te dui en die minus teken ''-'' om inverses aan te dui. Byvoorbeeld, ''a + (-a) = 0'' in ''Z''.
* Vermenigvuldigende groepe gebruik ''*'' om vermenigvuldiging aan te dui, en die boskrif ''<sup>-1</sup>'' om inverses aan te dui. Byvoorbeeld, ''a * a<sup>-1</sup> = 1''. Dit is baie algemeen om die ''*'' weg te laat en in plaas daarvan ''aa<sup>-1</sup>'' te skryf.
* Funksie groepe gebruik ''•'' om funksie komposisie aan te dui, en die boskrif ''<sup>-1</sup>'' om inverses aan te dui. Byvoorbeeld, ''g • g<sup>-1</sup> = e''. Dit is baie algemeen om die ''•'' weg te laat en in plaas daarvan net ''gg<sup>-1</sup>'' te skryf.
 
Die weglaat van 'n simbool vir 'n operasie is in die algemeen aanvaarbaar en dit word dan aan die leser gelaatoorgelaat om te weet wat die konteks van die groep-operasie is.
 
Wanneer groepe gedefinieer word is dit [[standaard notasie]] om hakkies te gebruik om die groep en die groep se operasie te definieer. Byvoorbeeld, (H,+) dui aan dat die versameling H 'n groep onder optelling is. Vir groepe soos (Z<sub>n</sup>,+) en (F<sub>n</sub>*, *) is dit normaal om die hakkieshakies en die operasie weg te laat, b.v. Z<sub>n</sup> en F<sub>n</sub>*. Dit is ook korrek om na 'n groep te verwys deur die versameling identifiseerder b.v. ''H'' of '''Z''' te gebruik.
 
Die identiteitselement ''e'' is staan soms bekend as die "neutrale element," en word soms aangedui deur 'n ander simbool afhangende van die groep:
* In vermenigvuldigende groepe kan die identiteitselement met 1 aangedui word.
* In invertiblereguliere matriks groepematriksgroepe word die identiteitselement gewoonlik deur I aangedui.
* In additiewe groepe, kan die identiteitselement deur 0 aangedui word.
* In funksie-groepe word die identiteitselement gewoonlik aangedui deur f<sub>0</sub>.
Lyn 67:
Bewys:
* '''Geslotenheid<!--Closure-->''': Indien ''a'' en ''b'' heelgetalle is dan is ''a'' + ''b'' 'n heelgetal.
* '''AssosiativiteitAssosiatiwiteit''': Indien ''a'', ''b'', en ''c'' heelgetalle is, dan is (''a'' + ''b'') + ''c'' = ''a'' + (''b'' + ''c'').
* '''Identiteitselement''': 0 is 'n heelgetal en vir enige heelgetal is ''a'', 0 + ''a'' = ''a'' + 0 = ''a''.
* '''Inverse elemente''': Indien ''a'' 'n heelgetal is, dan bevredig die heelgetal −''a'' die inverse reëls: ''a'' + ''b'' = ''b'' + ''a'' = 0.
Lyn 77:
=== ''Nie'' 'n groep nie: die heelgetalle onder vermenigvuldiging ===
 
In teenstelling met bogenoemde geval is die heelgetalle vet die vermedigvuldigingvermenigvuldiging operasie, ('''Z''',·), nie 'n groep nie. Dit bevredig meeste van die aksiomas, maar dit faal in terme van inverses:
* '''Geslotenheid''': indien ''a'' en ''b'' heelgetalle is dan is ''a'' · ''b'' 'n heelgetal.
* '''Assosiatiwiteit''': Indien ''a'', ''b'', en ''c'' heelgetalle is dan is (''a'' · ''b'') · ''c'' = ''a'' · (''b'' · ''c'').
* '''IdentiteitslementIdentiteitselement''': 1 is 'n heelgetal en vir enige heelgetal ''a'', 1 · ''a'' = ''a'' · 1 = ''a''.
* Dit is egter '''nie''' waar dat as ''a'' 'n heelgetal is, daar 'n heelgetal ''b'' is sodat ''ab'' = ''ba'' = 1 '''nie'''. Byvoorbeeld, ''a'' = 2 is 'n heelgetal, maar die enigste oplossing vir die vergelyking ''ab'' = 1 is ''b = 1/2''. 1/2 is egter nie 'n heelgetal nie. (Inverse element ''faal'')
 
Lyn 90:
 
Die versameling ''nie-nul'' rasionale getalle '''Q''' \ {0} vorm die abelse groep ('''Q''' \ {0},·)
* '''Geslotenheid''', '''Assosiatiwiteit''', en '''Identiteitselement''' aksiomas kan maklik nagegaan word en word bevredig as gevolg vandanksy die eienskappe van heelgetalle.
* '''Inverse elemente''': Die inverse van ''a''/''b'' is ''b''/''a'' wat die aksioma bevredig.
 
Lyn 96:
 
=== 'n Eindige nie-albse groep: permutasies van 'n versameling ===
Vir 'n meer konkrete voorbeeld, beskou die drie gekleurde blokke (rooi, groen, en blou), wat aanvanklik in die volgorde RGB geplaas word. Laat ''a'' die aksie wees: "ruil die eerste blok en die tweede blok om", en laat ''b'' die aksie wees: "ruildruil die tweede blok en die derde blok om".
 
[[Image:Group diagram d6.svg|thumb|[[Siklusdiagram]] vir S<sub>3</sub>. 'n Lus spesifiseer 'n reeks magte van enige element verbind aan die identiteitselement (1). Byvoorbeeld, die e-ba-ab lus reflekteer die feit dat (ba)<sup>2</sup>=ab en (ba)<sup>3</sup>=e, so wel asbenewens die feit dat (ab)<sup>2</sup>=ba en (ab)<sup>3</sup>=e Die ander "lusse" is wortels van eenheid sodat, byvoorbeeld a<sup>2</sup>=e.]]
 
In vermenigvuldigende vorm, skryf ons tradisioneel ''xy'' vir die gekombineerde aksie "doen eers ''y'', en doen dan ''x''"; sodat ''ab'' die aksie RGB → RBG → BRG is, id.ei., "neem die laaste blok en skuif dit na die voorkant".
As ons ''e'' skryf vir "laat die blokke soos hulle is" (die identiteitsaksie), dan kan ons die ses [[permutasie]]s van die [[versameling]] van drie blokke as die volgende aksies skryf:
 
Lyn 157:
Van die maniere waarop nuwe groepe uit 'n versameling bestaande groepe saamgestel kan word:
* '''[[Deelgroep]]e''': 'n Deelgroep ''H'' van 'n groep ''G'' is 'n groep.
* '''[[Kwosiënt groepKwosiëntgroep]]''': Gegee 'n groep ''G'' en 'n [[normale deelgroep]] ''N'', die kwosiënt groep is die versameling [[coset]]te van ''G/N'' saam met die operasie (''gN'')(''hN'')=''ghN''.
* '''[[Direkte produk#Groep direkte produk|Direkte produk]]''': Indien (''G'',*) en (''H'',•) groepe is, dan is die versameling ''G''×''H'' saam met die operasie (''g''<sub>1</sub>,''h''<sub>1</sub>)(''g''<sub>2</sub>,''h''<sub>2</sub>) = (''g''<sub>1</sub>*''g''<sub>2</sub>,''h''<sub>1</sub>•''h''<sub>2</sub>). Die direkte produk kan ook gedefinieer word met enige aantal terme, eindige of oneindig, deur gebruik te maak van die cartesiese produk en die operasie koördinaat-gewys te definieer.
* '''[[Semidirekte produk]]''': Indien ''N'' en ''H'' groepe is en &phi; : ''H'' &rarr; Aut(''N'') 'n [[groep homomorphismhomomorphisme]] is, dan is die semidirekte produk van ''N'' en ''H'' ten opsigte van &phi; is die groep (''N'' &times; ''H'', *), met * gedefinieer as
*: (''n''<sub>1</sub>, ''h''<sub>1</sub>) * (''n''<sub>2</sub>, ''h''<sub>2</sub>) = (''n''<sub>1</sub> &phi;(''h''<sub>1</sub>) (''n''<sub>2</sub>), ''h''<sub>1</sub> ''h''<sub>2</sub>)
* '''[[Direkte som van groepe|Direkte eksterne som]]''': Die direkte eksterne som van 'n familie groepe is die deelgroep van die produk saamgestel deur elemente wat 'n eindige aantal nie-identiteitskoördinate. Indien die familie eindig is, is die produk ekwivalent.
 
 
* Die uitdrukking "''a''<sub>1</sub> * ''a''<sub>2</sub> * ··· * ''a''<sub>''n''</sub>" is ondubbelsinnig, omdat die resultaat dieslfdedieselfde sal wees ongeag van waar die hakkieshakies geplaas word.
 
* (''Sokkies en skoene'') Die inverse van 'n produk is die produk van die inverses in die teenoorgestelde volgorde: (''a'' * ''b'')<sup>−1</sup> = ''b''<sup>−1</sup> * ''a''<sup>−1</sup>.
Lyn 187:
== Om te bewys dat 'n versameling 'n groep is ==
 
Daar is twee hoof metodeshoofmetodes wat gebruikaangewend kan word om te bewys dat 'n versameling 'n groep is:
* Bewys dat die versameling 'n [[deelgroep]] van 'n groep is;
* Bewys dat die versameling 'n groep is deur die definisie van 'n groep te gebruik.
 
Die eerste metode word gewoonlik die "[[Deelgroeptoets]]" genoem en vereis dat 'n mens die volgende bewys om te bewys dat H 'n deelgroep is:
* Die versameling H is 'n [[nie-leë-deelversameling]] van G (id.ei. dit bevat die ''identiteitselement'')
* H is geslote onder dieselfde operasie as G. (ab is in H en a<sup>-1</sup> is in H vir alle a,b in H)
 
Lyn 202:
* G bestaan uit [[eenhede]].
 
Vir [[eindig]]e groepe hoef mens slegs te bewys dat 'n deelgroep nie-leeg neen geslote is onder die omringende<!--ambient--> groep se operasie.
 
==Veralgemenings==
Lyn 209:
* As die vereiste dat elke element 'n inverse moet hê opgehef word, word 'n [[monoïed]] verkry.
* As die identiteit vereiste ook opgehef word word 'n [[semigroep]] verkry.
* Alternatiewelik as die operasie [[assosiatief]] moet wees verslap word terwyl lang delinglangdeling steeds vereis word, word 'n [[lus (algebra)|lus]] verkry.
* As die identiteit vereiste ook opgehef word word 'n [[skyngroep<!--quasi group-->]] verkry.
* As daar geen aksiomas vir die binêre operasie geplaas word nie, word 'n [[magma (algebra)|magma]] verkry.
 
[[Groupoïede]]s, wat soortgelyk is aan groepe behalwe dat die komposisie ''a'' * ''b'' nie vir alle ''a'' en ''b'' gedefinieer hoef te wees nie, kom voor in die studie van meer ingewikkelde soorte simmetrië, baie keerdikwels in topologiestopologiese en analitiese strukture. Hulle is spesiale tipes [[kategorie teorie|kategorië]].
Hulle is spesiale tipes [[kategorie teorie|kategorië]].
 
[[supergroep (fisiska)|Supergroepe]] en [[Hopf algebra]]s is ander veralgemenings.