ВУЗ:
Составители:
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторным ра-
ботам по курсу “Дискретная математика”
Тема 1 Алгебраические структуры
1.1 Общие понятия
Определение
. Алгебраическая структура есть множество вместе с опера-
циями определенными на этом множестве: <A,S>, A–носитель, S–сигнатура.
(Структура вместе с теоремами, правилами вычислений и вывода называется
также алгебраической структурой)
Определение. Если <B,S> – алгебраическая структура и B
A, то она на-
зывается подструктурой.
⊂
Пример. (Z,
) – структура, (2Z,+) – подструктура. ⊕
Определение. Пусть (A,
⊗
), (C,
⊕
) – алгебраические структуры. Если
существует отображени е
ϕ
: →C: A
∀
x,y
∈
A выполняетс )( yя )()( xyx
ϕ
ϕ
ϕ
⊕=⊗ , т о
ϕ
называется гомоморфизмом.
Пример.
),(),[,,0(] +•+∞ R yxxyxx lnlnlnln:
+
=
⇒
α
ϕ
, т.е.
ϕ
– гомоморфиз-
мом.
1.2 Простейшие структуры
Определение
. Полугруппой называется множество S с бинарной опера-
цией
удовлетворяющей ассоциативности: ⊗ zyxzyx ⊕
⊕
=
⊗
⊕
)()( , x, y, z
∈
S.
Определение. Моноидом называется множество M вместе с бинарной
операцией
: ⊗
а)
– ассоциативна; ⊗
б)
u∈M: для ∃ uxxxu ⊗==⊗
∈
∀
x M. U - называется единицей по отно-
шению к операции
. ⊗
Полугруппы и моноиды имеют особое значение при обработке строк сим-
волов и теории языков.
Пример. Пусть A={x,y,z}, где x, y, z– просто символы, A – алфавит. Оп-
ределим
как множество всех строк символов в A. Тогда .
На
вводится операция конкатенации O: если . Длина
строки – число символов.
,
∗
A
∗
∈ Axyzxyxxzyx ,..,,,,,
αββα
=→
∗
O
∗
A
βα
⊂ A,
∗
∈∧ A 0=∧ ,
α
α
α
=
∧
=
∧
OO для →∀ ,
α
для алфа-
вита A строка <
, O> является моноидом с единицей
∀
∗
A
∧
.
Определение. Группой G называется множество с бинарной операцией
: ⊗
а)
– ассоциативна; ⊗
б)
u∈G (единица по отношению к∃
⊗
): uxxxu
⊗
=
=
⊗
для ∀ G; ∈x
в) каждому элементу x
∈
G соответствующий элемент y
∈
G:
–y называют обратным элементом к x по отношению к xyuyx )()( ⊗==⊗
⊗
.
5
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторным ра- ботам по курсу “Дискретная математика” Тема 1 Алгебраические структуры 1.1 Общие понятия Определение. Алгебраическая структура есть множество вместе с опера- циями определенными на этом множестве: , A–носитель, S–сигнатура. (Структура вместе с теоремами, правилами вычислений и вывода называется также алгебраической структурой) Определение. Если – алгебраическая структура и B ⊂ A, то она на- зывается подструктурой. Пример. (Z, ⊕ ) – структура, (2Z,+) – подструктура. Определение. Пусть (A, ⊗ ), (C, ⊕ ) – алгебраические структуры. Если существует отображение ϕ : A → C: ∀ x,y ∈ A выполняется ϕ ( x ⊗ y ) = ϕ ( x) ⊕ ϕ ( y ) , то ϕ называется гомоморфизмом. Пример. (]0,+∞[,•), ( R,+) ϕ : x α ln x ⇒ ln xy = ln x + ln y , т.е. ϕ – гомоморфиз- мом. 1.2 Простейшие структуры Определение. Полугруппой называется множество S с бинарной опера- цией ⊗ удовлетворяющей ассоциативности: x ⊕ ( y ⊗ z ) = ( x ⊕ y ) ⊕ z , x, y, z ∈ S. Определение. Моноидом называется множество M вместе с бинарной операцией ⊗ : а) ⊗ – ассоциативна; б) ∃ u ∈ M: u ⊗ x = x = x ⊗ u для ∀x ∈ M. U - называется единицей по отно- шению к операции ⊗ . Полугруппы и моноиды имеют особое значение при обработке строк сим- волов и теории языков. Пример. Пусть A={x,y,z}, где x, y, z– просто символы, A – алфавит. Оп- ределим A ∗ как множество всех строк символов в A. Тогда x, y, z , xx, xy, xyz,.. ∈ A ∗ . На A ∗ вводится операция конкатенации O: если α , β ⊂ A ∗ → αOβ = αβ . Длина строки – число символов. ∧ ∈ A ∗ , ∧ = 0 , ∧ Oα = αO ∧ = α для ∀α , → для ∀ алфа- вита A строка < A ∗ , O> является моноидом с единицей ∧ . Определение. Группой G называется множество с бинарной операцией ⊗: а) ⊗ – ассоциативна; б) ∃ u ∈ G (единица по отношению к ⊗ ): u ⊗ x = x = x ⊗ u для ∀x ∈ G; в) каждому элементу x ∈ G соответствующий элемент y ∈ G: ( x ⊗ y ) = u = y (⊗) x –y называют обратным элементом к x по отношению к ⊗ . 5