Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Līdzīgi dokumenti
Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Maǧistra studiju

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Microsoft Word - du_5_2005.doc

IEGULDĪJUMS TAVĀ NĀKOTNĒ Projekts Nr. 2009/0216/1DP/ /09/APIA/VIAA/044 NESTRIKTAS KOPAS AR VĒRTĪBĀM PUSGREDZENĀ UN MONĀDES PĀR KATEGORIJU Jāni

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

32repol_uzd

Nevienādības starp vidējiem

Saturs Sākums Beigas Atpakaļ Aizvērt Pilns ekrāns 1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studij

DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Matemātikas katedra Vjačeslavs Starcevs MATEMĀTISKĀS ANALĪZES SĀKUMU ZINĀTNISKIE PAMATI (izvēles tēmas) 2008

7. Tēma: Polinomi ar veseliem koeficientiem Uzdevums 7.1 (IMO1982.4): Prove that if n is a positive integer such that the equation x 3 3xy 2 + y 3 = n

DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE MATEMĀTISKĀS ANALĪZES KATEDRA Armands Gricāns Vjačeslavs Starcevs Lebega mērs un integrālis (individuālie uzdevumi) 2002

Speckurss materiālu pretestībā 3. lekcija

2012 Komandu olimpiāde Atvērtā Kopa Atrisinājumi 10. klasei 1. Tā kā LM ir viduslīnija, tad, balstoties uz viduslīnijas īpašībām, trijstūra 1 laukums

8.TEMATS RIŅĶI UN DAUDZSTŪRI Temata apraksts Skolēnam sasniedzamo rezultātu ceļvedis Uzdevumu piemēri M_10_SP_08_P1 Ar riņķa līniju saistītie leņķi Sk

Latvijas Universitāte Fizikas un matemātikas fakultāte Matemātiskās analīzes katedra Inese Bula HAOSS LEKCIJU KONSPEKTS 2008

1

Pamatelementi statistikā un Hipotēžu pārbaude

1

KURSA KODS

ro41_uzd

S-7-1, , 7. versija Lappuse 1 no 5 KURSA KODS STUDIJU KURSA PROGRAMMAS STRUKTŪRA Kursa nosaukums latviski Varbūtību teorija un matemātiskā

Krājumā saīsinātā pierakstā sniegti pamatskolas ģeometrijas kursā sastopamie galvenie ģeometriskie jēdzieni, figūru īpašības, teorēmu formulējumi un a

Microsoft Word - du_4_2005.doc

7.-9. Elfrīda Kokoriša Jekaterina Semenkova- Lauce Mācību satura un valodas apguve matemātikā Mācību līdzeklis skolēnam Projekts «Atbalsts valsts valo

Komandu sacensības informātikā un matemātikā Cēsis 2017 Izteiksmes Fināla uzdevumi Aplūkosim aritmētiskas izteiksmes, kurās tiek izmantoti deviņi atšķ

Rīgas Tehniskā universitāte Apstiprinu: Studiju prorektors Uldis Sukovskis Rīga, Programmēšanas valoda JavaScript - Rīga Neformālās izglītī

Kas mums izdodas un ko darīsim tālāk?

Komandu olimpiāde Bermudu trijstūris Katru uzdevumu vērtē ar 0 5 punktiem. Risināšanas laiks - 3 astronomiskās stundas Uzdevumi 7. klasei 1. Doti 5 sk

A.Broks Studiju kursa DOMĀŠANAS SISTEMOLOĢIJA nodarbību shematiskie konspekti DS - PRIEKŠVĀRDS

APSTIPRINĀTS ar LKA Senāta sēdes Nr. 9 lēmumu Nr gada 19. decembrī NOLIKUMS PAR PĀRBAUDĪJUMIEM AKADĒMISKAJĀS BAKALAURA UN MAĢISTRA STUDIJU PR

48repol_uzd

Pārbaudes darbs. Varbūtību teorija elementi. 1.variants Skolēna vārds,uzvārds... 1.uzdevums. ( 1punkts) Kurš no notikumiem ir drošs notikums: a) nākoš

LU 68 Fizikas sekcija DocBook

APSTIPRINĀTS

Speckurss materiālu pretestībā 10. lekcija

Social Activities and Practices Institute 1 Victor Grigorovich Street, Sofia 1606, Bulgaria Phone: Kas ir

Microsoft Word - Papildmaterials.doc

Microsoft Word - kompozicija.doc

PowerPoint Presentation

KONSTITUCIONĀLĀS TIESĪBAS

Studiju programmas nosaukums

ESF projekts Pedagogu konkurētspējas veicināšana izglītības sistēmas optimizācijas apstākļos Vienošanās Nr.2009/0196/1DP/ /09/IPIA/VIAA/001 Pr

KURSA KODS

2.2/20 IEGULDĪJUMS TAVĀ NĀKOTNĒ! Eiropas Reģionālās attīstības fonds Prioritāte: 2.1. Zinātne un inovācijas Pasākums: Zinātne, pētniecība un at

PowerPoint Presentation

Simetrija spēlēs Teorija un piemēri, gatavojoties Atklātajai matemātikas olimpiādei 2018./2019. mācību gadā Olimpiādes uzdevumu komplektā katrai klašu

Mūsu programmas Programmu ilgums 1 semestris 15 nodarbības 1,5 h nodarbības ilgums

5.TEMATS Varbūtību teorijas elementi Temata apraksts Skolēnam sasniedzamo rezultātu ceļvedis Uzdevumu piemēri Stundas piemērs M_11_SP_05_P1 Diofanta a

Apstiprināts Latvijas farmaceitu biedrības valdes gada 30. maija sēdē, prot. Nr. 17 Ar grozījumiem līdz LFB valdes sēdei gada 18. oktobrī,

Latvijas 67. matemātikas olimpiādes 2. posma uzdevumi 5. klase Katru uzdevumu vērtē ar 0 10 punktiem 1. Uz autoceļa Brauc un piesprādzējies ir trīs br

PowerPoint Presentation

Instrukcija par semināru Seminārs ir e-studiju aktivitāšu modulis, kas ir līdzīgs uzdevuma modulim, kurā studenti var iesniegt savus darbus. Tikai sem

Latvijas ekonomiskās attīstības resursi: cilvēkkapitāls, sociālais kapitāls, intelektuālais kapitāls, kultūras kapitāls un radošais kapitāls. Aigars P

Diapositiva 1

Prezentacija

Laboratorijas darbi mehānikā

Informācijas tehnoloģiju integrēšana mācību priekšmetos J.Joksts J.Brakšs

Microsoft Word - Abele

skaitampuzle instrukcija

Red button

10.klasei

Microsoft Word - PS Edinas pakalp spec.doc

Microsoft Word - IeskaisuGrafiks_10b.doc

PowerPoint Presentation

PowerPoint Presentation

Tirgus dalībnieka nosaukums: DNB Asset Management Kods: 241 DNB Konservativais ieguldijumu plans 1. pielikums Finanšu un kapitāla tirgus komisijas 14.

2018 Finanšu pārskats

Amenda Markets AS IBS Klienta statusa noteikšanas politika Versija 3.0 Versija Spēkā stāšanās datums Lappuses nr no

Microsoft Word - Lekcija_Nr3.doc

PCK34_atr_kopaa

APSTIPRINĀTS

Riski: identificēšana un mērīšana

Latvijas Republika BAUSKAS NOVADA DOME BAUSKAS 2. VIDUSSKOLA Reģ. Nr , Dārza iela 9, Bauska, Bauskas nov., LV-3901 tālrunis/fakss ,

Meza skola metodes pirmsskola

Microsoft PowerPoint - Disleksija.ppt

Kuldīgas 2.vidusskola Celtnieks Pētnieciskais darbs Darba autors: Artis Vidiņš 6aklases skolnieks Darba vadītāja: Daiga Žentiņa klases audzinātāja Kul

v, m/s Projekta numurs: /16/I/002 Nacionāla un starptautiska mēroga pasākumu īstenošana izglītojamo talantu attīstībai 10 1 Velobraukšanas sace

Klientu klasifikācijas politika, sniedzot ieguldījumu pakalpojumus un ieguldījumu blakuspakalpojumus II Mērķis Klientu klasifikācijas politikas, snied

Iedzīvotāju viedoklis par teledarba attīstības iespējām Latvijā

Ziņojums par Kopienas Augu šķirņu biroja gada pārskatiem ar Biroja atbildēm

2015 Finanšu pārskats

Slide 1

Korupcijas apkarošanas bilance – notiesājoši spriedumi

LATVIJAS UNIVERSITĀTE

S-7-1, , 7. versija Lappuse 1 no 5 KURSA KODS VadZPB10 STUDIJU KURSA PROGRAMMAS STRUKTŪRA Kursa nosaukums latviski Inovāciju vadība un ekoi

ALBAU SIA V 03 v1 Lapa 1 Lapas 5 Produkta tehniskā datu lapa RAWLPLUG TFIX-8ST Siltumizolācijas stiprinājums Pielietošana: Siltumizolācijas stiprināju

Eiro viltojumi Latvijā

Pamatnostādnes Par pozīciju aprēķināšanu, ko saskaņā ar EMIR veic darījumu reģistri 28/03/2019 ESMA LV

APSTIPRINĀTI ar Latvijas Kultūras akadēmijas Senāta sēdes Nr. 9 lēmumu Nr gada 17. decembrī. Grozījumi ar Senāta sēdes Nr. 1 lēmumu Nr

Microsoft Word - VacuValodaBFa003.doc

EKSPLUATĀCIJAS ĪPAŠĪBU DEKLARĀCIJA EĪD Nr CPR-M 561-7/11.14-LV 1. Unikālais izstrādājuma tipa identifikācijas numurs: Fix Master Toge skrūve bet

VPVKAC darbības atskaite Par laika posmu līdz gada 31. oktobrim Lubānas novada VPVKAC VEIKTIE PAKALPOJUMI UN KONSULTĀCIJAS... 1 PAKALPOJUMU UN K

EIROPAS KOMISIJA Briselē, COM(2017) 423 final KOMISIJAS ZIŅOJUMS EIROPAS PARLAMENTAM UN PADOMEI par to, kā tiek īstenotas pilnvaras pieņemt

EIROPAS KOMISIJA Briselē, COM(2018) 284 final ANNEXES 1 to 2 PIELIKUMI dokumentam Priekšlikums Eiropas Parlamenta un Padomes regulai, ar ko

Transkripts:

1 DAUGAVPILS UNIVERSITĀTE Dabaszinātņu un matemātikas fakultāte Matemātikas katedra Bakalaura studiju programma Matemātika Studiju kurss Algebriskās struktūras 1.lekcija Docētājs: Dr. P. Daugulis 2010./2011.studiju gads

Saturs 2 1. Algebriskās operācijas 5 1.1. Operācijas un algebras.................. 5 1.2. Apakšalgebras....................... 8 1.3. Slēgums.......................... 9 1.4. Veidotājelementi..................... 10 1.5. Algebru morfismi un izomorfisms............ 11 2. Binārās operācijas 13 2.1. Ievads........................... 13 2.2. Bināro operāciju speciālgadījumi............ 14 2.3. Grupoīdu elementi ar speciālām īpašībām....... 19 2.4. Multiplikatīvais un aditīvais pieraksts......... 21 3. Svarīgāko algebrisko struktūru pārskats 23 3.1. Asociatīvie grupoīdi................... 23 3.2. Gredzeni.......................... 24 3.3. Moduļi........................... 25

3.4. Režǧu tipa struktūras.................. 25 3.5. Kategorijas........................ 26 4. Algebras pētījumu virzieni 29 4.1. Struktūras pētīšana.................... 29 4.2. Morfismu pētīšana.................... 30 4.3. Klasifikācija........................ 30 4.4. Reprezentāciju teorija.................. 31 4.5. Universālā algebra.................... 31 5. 1.mājasdarbs 32 5.1. Obligātie uzdevumi.................... 32 5.2. Paaugstinātas grūtības un pētnieciska rakstura uzdevumi 33 3

4 Lekcijas mērķis: apgūt algebrisko struktūru teorijas pamatjēdzienus. Lekcijas kopsavilkums: vispārinot dažādas matemātiskas aktivitātes var definēt vairāku tipu algebriskas struktūras. Svarīgākie jēdzieni: n-āra operācija, algebriska struktūra, slēgta kopa, apakšalgebra, slēgums, veidotājsistēma, morfisms, izomorfisms, bināra operācija, asociatīva operācija, komutatīva operācija, vienības elements, invertējams elements, multiplikatīvais pieraksts, aditīvais pieraksts, pusgrupa, monoīds, grupa, gredzens, lauks, modulis, režǧis, kategorija. Svarīgākie fakti un metodes: slēguma īpašības, asociatīvas operācijas pielietošanas neatkarība no kārtības, vienības elementu un invertējamu elementu īpašības.

1. Algebriskās operācijas 5 1.1. Operācijas un algebras Bieži vien kopās, ar kurām nākas sastapties pielietojumos, ir uzdoti pārveidojumi, kas diviem vai vairākiem kopas elementiem piekārto kādu šīs kopas elementu. 1.1. piemērs. Kopu operācijas, funkciju kompozīcija, aritmētiskās operācijas. Ir lietderīgi pētīt šādus pārveidojumus abstraktā veidā (neatkarīgi no kopu un pārveidojumu dabas), ar to nodarbojas matemātikas nozare - algebra. 1.1. piezīme. Termins algebra tiek lietots trijās nozīmēs: visa algebrisko struktūru teorija, kopa ar operācijām,

6 noteikta veida struktūra. A - kopa. Funkciju µ : A n A, (a 1,..., a n ) µ(a 1,..., a n ) sauc par n-āru operāciju, kas uzdota kopā A, n 1. Citiem vārdiem - n-āra operācija piekārto n elementus garai sakārtotai A elementu virknei (a 1,..., a n ) (operandiem) kādu kopas elementu µ(a 1,..., a n ) (operācijas rezultātu). Speciālgadījumi: n = 1 - unāra operācija, n = 2 - bināru operācija, n = 3 - ternāra operācija.

Par 0-āru operāciju (konstanti) kopā A sauc funkciju ν : { } A. Var domāt, ka 0-āra operācija definē vienu A elementu. 7 Ja ir dota kopa A un tās operāciju kopa Σ = {µ 1,..., µ l }, kur µ i : A n i A, tad pāri (A, Σ) sauc par algebrisku struktūru (algebru, Σ-algebru), kopu {n 1,..., n l } sauc par tās tipu un kopu Σ - par signatūru. Operācijas var uzdot šādos veidos: pārskaitot operācijas rezultātus visām operandu iespējām, ja kopa A ir galīga un pietiekoši maza (Kēli tabulas, operāciju tabulas), uzdodot operāciju ar tās raksturīgo īpašību vai aprēķināšanas procedūru, kā tas ir, piemēram, aritmētisko operāciju gadījumā.

1.2. Apakšalgebras Dota kopa A, S A un n-āra operācija µ. 8 S sauc par slēgtu attiecībā uz µ elementu virknei (s 1,..., s n ) S n izpildās µ(s 1,..., s n ) S. Ja ir dota algebra (A, Σ), tad apakškopu S, kas ir slēgta attiecībā uz visām operācijām sauc par Σ-apakšalgebru vai vienkārši apakšalgebru (S A). 1.2. piemērs. Apakšalgebru piemēri: A = R reālie skaitļi ar operācijām +,. Racionālie skaitļi - apakšalgebra. A = F un(r, R) (viena reāla argumenta funkcijas), operācijas - saskaitīšana, reizināšana, atvasināšana, apakšalgebras - polinomi, racionālas funkcijas, elementārās funkcijas.

1.3. Slēgums Ir dota algebra (A, Σ) un tās apakškopa X. Definēsim Σ(X) = X µ(a 1,..., a n ). (a 1,...,a n) X n,µ Σ Citiem vārdiem sakot, pievienojam kopai X visus iespējamos operāciju rezultātus. Definēsim arī Σ k (X) = Σ(Σ k 1 (X)), Σ 0 (X) = X. Par apakškopas X slēgumu attiecībā uz µ sauc kopas A apakškopu X = X Σ(X) Σ 2 (X)... = i 0 Σ i (X). 9 Citiem vārdiem sakot, X iegūst, vairākkārt pielietojot X elementiem operācijas un pievienojot kopai X visus iegūtos A elementus.

10 1.3. piemērs. (Z, +, ), S = {1}, S = N. 1.1. teorēma. (slēguma īpašības) 1. X Y = X Y. 2. X X. 3. X = X. 4. X Y X Y. 5. X ir slēgta kopa. PIERĀDĪJUMS Patstāvīgi. 1.4. Veidotājelementi Algebras (A, Σ) apakškopu X A sauc par veidotājsistēmu un tās elementus par veidotājelementiem, ja X = A. Citiem vārdiem, jebkuru A elementu var iegūt sākot ar kopas X elementiem un vairākkārtīgi pielietojot operācijas.

1.4. piemērs. (Z, +). {1, 1} un {1, 1, 2, 3, 4} ir veidotājsistēmas, {1}, N nav veidotājsistēmas. (Z m, +). {1} un {1, 2} ir veidotājsistēmas, {2} nav veidotājsistēma vispārīgā gadījumā. Veidotājsistēmu sauc par minimālu veidotājsistēmu, ja nekāda tās īsta apakškopa nav veidotājsistēma. 1.5. piemērs. (Z, +). {1, 1} ir minimāla veidotājsistēma, bet {1, 1, 2, 3, 4} nav minimāla veidotājsistēma. (Z n, +). {1} ir minimāla veidotājsistēma, bet {1, 2} nav minimāla. 11 1.5. Algebru morfismi un izomorfisms Kad divas algebras var uzskatīt par vienādām vai līdzīgām (ignorējot kopu un operāciju dabu)?

Ja ir dotas 2 algebras (A, Σ) un (B, T ) ar vienādiem tipiem Σ = {σ 1,..., σ l }, T = {τ 1,..., τ l } tad funkciju f : A B sauc par algebru morfismu, ja i un A elementu virknei (a 1,..., a ni ) izpildās f(σ i (a 1,..., a ni )) = τ i (f(a 1 ),..., f(a ni )). Citiem vārdiem, operāciju un funkcijas aprēķināšanu var mainīt vietām. Morfismu sauc par izomorfismu, ja tas ir bijektīvs. Ja algebru (A, Σ) un (B, T ) izomorfisms f : A B, tad saka, ka algebras ir izomorfas (A B). 1.6. piemērs. (Z, +) (A, ), kur A = {1, a, a 1, a 2, a 2,...} un a > 0, a 1. 12

2. Binārās operācijas 13 2.1. Ievads Kopu A ar vienu bināru operāciju sauc par grupoīdu (A, ). Pieraksta µ(a 1, a 2 ) vietā parasti lieto atdalošos simbolus - operācijas zīmes, piemēram a 1 a 2, a 1 a 2 vai vispār nelieto atdalošos simbolus, piemēram, µ(a 1, a 2 ) = a 1 a 2. Ja operācijas tiek pielietota vairākas reizes, tad pielietošanas kārtību var viennozīmīgi noteikt izmantojot iekavas un pēctecīgi pielietojot operāciju sākot ar iekšējām iekavām, piemēram: µ(µ(x, y), µ(z, µ(t, u))) = (x y) (z (t u)). 2.1. piemērs. Bināras operācijas: skaitļu aritmētiskās operācijas, kopu operācijas,

virkņu savienošana (alfabēts Σ, virkņu kopa Σ, ja u = u 1...u m un v = v 1...v k, tad savienojums uv = u 1...u m v 1...v k.) vektoru operācijas, ǧeometrisku pārveidojumu kompozīcija. 14 2.2. Bināro operāciju speciālgadījumi Bināro operāciju speciālgadījumi: asociatīva operācija - a, b, c izpildās (a b) c = a (b c); komutatīva operācija - a, b izpildās a b = b a; idempotenta operācija - a izpildās a a = a.

2.2. piemērs. Asociatīvu, komutatīvu un distributīvu operāciju piemēri - skaitļu saskaitīšana, reizināšana, kopu apvienojums un šķēlums. Idempotentas operācijas piemērs - kopu šķēlums un kopu apvienojums. 2.3. piemērs. Asociatīvas operācijas neatkarība no iekavām. a((bc)d) = (a(bc))d = (((ab)c)d). (ab)(cd) = (((ab)c)d). 2.1. teorēma. Ja bināra operācija ir asociatīva, tad šīs operācijas pielietošanas rezultāts sakārtotai n elementus virknei nav atkarīgs no operācijas pielietošanas kārtības. PIERĀDĪJUMS (A, ) - asociatīvs grupoīds. Pierādījuma ideja - parādīt, ka katru operācijas pielietošanas rezultātu sakārtotai virknei var pārveidot kanoniskā formā izmantojot asociativitāti. 15

Izmantosim matemātisko indukciju ar argumentu n - elementu virknes garumu. Indukcijas bāze Ja n = 1 vai n = 2, tad teorēmas apgalvojums ir acīmredzams - ir ne vairāk kā viena operācija. Indukcijas solis Pieņemsim, ka teorēmas apgalvojums ir patiess k < n: operācijas pielietojums sakārtotai elementu virknei, kuras garums nepārsniedz n 1, nav atkarīgs no pielietošanas kārtības (iekavu salikšanas kārtības), apzīmēsim tā rezultātu virknei (a 1,..., a k ) ar (a 1 a 2... a k ). Pierādīsim, ka no pieņēmuma seko, ka operācijas pielietojums sakārtotai elementu virknei, kuras garums ir vienāds ar n, nav atkarīgs no pielietošanas kārtības. Atdalīsim pēdējo pielietoto operāciju. Operāciju pielietošanas rezultāts ir formā (a 1... a i ) (a i+1... a n ), kur i < n. 16

17 Pietiek pierādīt, ka i < n ir spēkā sakarība (a 1... a i ) (a i+1... a n ) = ((...(a 1 a 2 )...a n ) (izteiksmi labajā pusē sauc par kreisi normētu). Saskaņā ar indukcijas pieņēmumu, operācijas pielietojums sakārtotai elementu virknei, kuras garums nepārsniedz n 1, ir vienāds ar kreisi normēto. Ja i = n 1, tad (a 1... a n 1 ) a n = (...(a 1...) a n 1 ) a n = ((...(a 1 a 2 )...a n ). }{{}}{{} kreisi normēts kreisi normēts Ja i < n 1, tad saskaņā ar asociativitātes definīciju un indukcijas pieņēmumu

18 (a 1... a i ) (a i+1... a n ) = (a 1... a i ) (...(a i+1...) a n ) = }{{} kreisi normēts ((a 1... a i ) (a i+1... a n 1 )) a n = (...(a 1...) a n 1 ) a n = }{{} kreisi normēts (...(a 1...) a n ), }{{} kreisi normēts kas bija jāpierāda. 2.1. piezīme. Viens no teorēmas pielietojumiem ir tāds, ka pieraksta ekonomijas dēļ asociatīvas operācijas gadījumā nav vajadzības rakstīt iekavas, ja tam nav īpašas nepieciešamības. Ja (A, ) ir asociatīvs grupoīds, tad } a {{... a } sauc par a n-to n reizes pakāpi un apzīmē ar a n (multiplikatīvajā pierakstā).

2.3. Grupoīdu elementi ar speciālām īpašībām Grupoīda (A, ) elementu a sauc par idempotentu, ja izpildās vienādība a a = a. Elementu e sauc par grupoīda kreiso vienības elementu (kreiso neitrālo elementu, kreiso vieninieku), ja a A izpildās vienādība e a = a. Elementu e sauc par grupoīda labo vienības elementu (labo neitrālo elementu, labo vieninieku), ja a A izpildās vienādība a e = a. Elementu sauc par grupoīda vienības elementu (vieninieku), ja tas ir kreisais un labais vienības elements. Ja grupoīdā vienības elements e, tad elementu a sauc par labēji invertējamu elementu, ja b A tāds, ka a b = e. Ja grupoīdā eksistē vienības elements e, tad elementu a sauc par kreisi invertējamu elementu, ja b A tāds, ka b a = e. 19

Ja grupoīdā eksistē vienības elements e, tad elementu a sauc par invertējamu elementu, ja tas ir gan labēji, gan kreisi invertējams. 2.2. teorēma. 1. Ja grupoīdā eksistē vienības elements, tad tas ir vienīgais vienības elements šajā grupoīdā; 2. ja asociatīva grupoīdā ar vienības elementu elementam a eksistē inversais elements, tad tas ir vienīgais a inversais elements; PIERĀDĪJUMS. (Sākot ar šo teorēmu pieraksta ekonomijas dēļ nerakstīsim operācijas atdalošo simbolu, ja tas nerada pārpratumus). 20 1. Pieņemsim pretējo: grupoīdā A ir divi elementi e un e, kas apmierina vienības elementa īpašību: a A: ae = ea = a, ae = e a = a.

a = e = ee = e e = e. a = e = e e = ee = e = e = e. 2. Pieņemsim, ka elementam a asociatīvā grupoīdā ar vienības elementu e ir divi inversie elementi b un b. Saskaņā ar inversā elementa definīciju ab = ba = ab = b a = e. Reizinot vienādības ab = e abas puses ar b no kreisās puses un izmantojot asociativitāti iegūstam b (ab) = b e = b = b. 21 2.4. Multiplikatīvais un aditīvais pieraksts Strādājot ar binārajām operācijām visbiežāk tiek izmantots viens no diviem pieraksta veidiem - multiplikatīvais pieraksts, aditīvais pieraksts.

Multiplikatīvajā pierakstā bināro operāciju visbiežāk apzīmē ar, vai kādu līdzīgu simbolu vai arī vispār neraksta atdalošo simbolu, vienības elementu apzīmē e ar vai 1, elementa a inverso elementu apzīmē ar a 1. Aditīvo pierakstu izmanto, ja binārā operācija ir acīmredzami komutatīva (var mainīt vietām operandus), piemēram, skaitļu vai vektoru saskaitīšana, šajā gadījumā ir pieņemts apzīmēt bināro operāciju ar simbolu + vai kādu tam līdzīgu simbolu, piemēram,, vienības elementu (ja tas eksistē) - ar 0, elementa a inverso elementu - ar a, elementa a pakāpi a n - ar na = a + a +... + a. }{{} n reizes 22

23 3. Svarīgāko algebrisko struktūru pārskats Biežāk pētītās algebriskās struktūras ir radušās skaitļošanas un cita veida matemātisko aktivitāšu vispārināšanas rezultātā: asociatīvie grupoīdi (pusgrupas, monoīdi, grupas) - funkciju kopu un kompozīcijas operācijas vispārināšana, gredzeni - skaitļu kopu un aritmētisko operāciju vispārināšana, moduļi - vektoru telpu un vektoru operāciju vispārināšana, režǧi - kopu un kopu operāciju vispārināšana. 3.1. Asociatīvie grupoīdi Algebras ar vienu asociatīvu bināru operāciju ir saistītas ar funkciju kompozīcijas vispārināšanu. Pusgrupa - grupoīds ar asociatīvu bināru operāciju. Monoīds - grupoīds ar asociatīvu bināru operāciju, kas satur vienības elementu.

24 Grupa - grupoīds ar asociatīvu bināru operāciju, kas satur vienības elementu, kurā katrs elements ir invertējams. 3.1. piemērs. Pusgrupas - (N, +), (R, ). Monoīdi - (F un(x, X), ). Grupas - (Z, +), (U m, ), (Σ n, ). 3.2. Gredzeni Gredzena struktūra: divas bināras asociatīvas operācijas reizināšana un saskaitīšana, saskaitīšana ir komutatīva, ir spēkā distributīvā īpašība. Gredzeni ir skaitļu kopu vispārinājumi. Svarīgs speciālgadījums - lauki.

3.3. Moduļi R - gredzens. R-modulis (M, +, ): (M, +) - komutatīva grupa, : R M M (R darbība) apmierina aksiomas: 1. r(m + m ) = rm + rm, 2. (r + r )m = rm + r m, 3. (rr )m = r(r m), 4. 1 m = m. 25 Moduļi vispārina lineārās telpas, kurās R ir lauks un R darbība ir reizināšana ar lauka elementu. 3.4. Režǧu tipa struktūras Režǧis - (L,, ), kas apmierina šādas aksiomas: un ir komutatīvas, asociatīvas un idempotentas, a (a b) = a, a (a b) = a (absorpcijas likumi).

Režgu tipa struktūras vispārina kopu šķēlumu un apvienojumu, vispārina matemātiskās loǧikas operācijas (konjunkciju un disjunkciju), bieži tiek izmantotas algebru apakšalgebru un faktoralgebru struktūras aprakstīšanai. 26 3.5. Kategorijas Modernajā matemātikā algebriskas struktūras pēta saistībā ar to morfismiem un apvieno vienā struktūrā - kategorijā. Šajā kursā tās dziļi neapskatīsim, dosim tikai definīciju. Par kategoriju sauc kopu C - kategorijas objektu kopu ar šādām papildstruktūrām un nosacījumiem: X, Y C ir definēta kopa hom(x, Y ) - morfismu kopa, kas saista X un Y, f hom(x, Y ) var apzīmēt ar f : X Y,

27 X, Y, Z C ir definēta morfismu kompozīcijas funkcija µ : hom(y, Z) hom(x, Y ) hom(x, Z), µ(g, f) apzīmē ar g f, ir spēkā morfismu kompozīcijas asociativitātes īpašība: h (g f) = (h g) f, A C i A hom(a, A) - vienības morfisms, tāds, ka B C f hom(a, B) izpildās f i A = f, D C g hom(d, A) izpildās i A g = g. Var definēt attēlojumus starp kategorijām - funktorus. 3.2. piemērs. Jebkuras kopas apakškopu kopa (objekti) ar funkcijām starp apakškopām (morfismi),

Fiksēta veida algebriskas struktūras (objekti) ar homomorfismiem (morfismi), piemēram, grupu kategorija, gredzenu kategorija u.c. Kategorijas - mūsdienu profesionālu matemātiķu domāšanas līmenis. 28

4. Algebras pētījumu virzieni 29 4.1. Struktūras pētīšana Algebru uzbūves/struktūras pētīšana satur šādus apakšvirzienus: apakšalgebru definēšana un pētīšana (piemērs: Z un mz), faktoralgebru definēšana un pētīšana (piemērs: Z un Z/mZ), nedalāmu (tādu, kas nesatur netriviālas apakšalgebras vai nevar būt faktorizējamas) algebru pētīšana, lielāku algebru konstruēšana no nedalāmām daļām, veidotājsistēmu un minimālu veidotājsistēmu meklēšana, algebru uzdošanas veidu pētīšana. Parasti apakšalgebru un faktoralgebru kopās arī var uzdot algebriskas struktūras.

4.2. Morfismu pētīšana Lietderīgi ir pētīt dotā tipa algebru homomorfismus jeb morfismus dotajā kategorijā. Parasti morfismu kopā arī var uzdot kādu algebrisku struktūru. 30 4.3. Klasifikācija Viens no jebkura tipa algebru pētīšanas galamērķiem - dotā tipa algebru (dotās kategorijas objektu) klasifikācija ar precizitāti līdz izomorfismam jeb visu savstarpēji neizomorfo algebru atrašana. Netriviālos gadījumos klasifikācija ir ilgtermiņa starptautisks projekts. Daži piemēri: galīgu vienkāršu grupu klasifikācijas projekts, 1950.-1980.gadi, galīgu vienkāršu p-grupu klasifikācijas projekts.

4.4. Reprezentāciju teorija Dažādu tipu algebrisku struktūru savstarpējo sakarību pētīšana ar nolūku izpētīt sarežǧītāko no tām, attēlojumi no vienas kategorijas uz otru (grupu reprezentāciju teorija - grupu vienkāršošana, homoloǧiju/kohomoloǧiju teorijas) - kaut kas līdzīgs faktorizācijai. Dotas divas dažādas algebriskas struktūras (kategorijas), var pētīt attēlojumus no viena tipa algebrām uz otra tipa algebrām. 31 4.5. Universālā algebra Visas iespējamās algebras var uzskatīt par viena universa elementiem. Var pētīt šī universa apakškopas. Analoǧija ar punktiem telpā: viens punkts - viena algebra.

5. 1.mājasdarbs 32 5.1. Obligātie uzdevumi 1.1 Atrast minimālas veidotājsistēmas šādām algebrām: (a) (Z/5Z, +) (b) (Z/12Z, ), 1.2 Definēsim [ Pauli ] matricas: [ ] [ ] 0 1 0 i 1 0 p 1 =, p 1 0 2 =, p i 0 3 =, kur i 0 1 2 = 1. Atrast kopas {p 1, p 2, p 3 } slēgumu attiecībā uz matricu reizināšanas operāciju. 1.3 Atrodiet piemērus šādām operācijām: (a) nav ne komutatīva, ne asociatīva, (b) nav komutatīva, bet ir asociatīva, (c) kopa bezgalīga, operācija ir asociatīva, eksistē vienības elements, neviens cits elements nav invertējams.

1.4 Apskatīsim grupoīdu (Z, ), kur Z ir veselo skaitļu kopa un operācija ir definēta ar formulu a b = a + b + ab. Pierādīt, ka (Z, ) ir komutatīvs monoīds. Kāds elements ir vienības elements? Atrast visus idempotentos un invertējamos elementus. 1.5 Noteikt, vai dotās funkcijas ir algebrisko struktūru morfismi. (a) A = (Z, +), f : A A, f(x) = x + 1. (b) A = (R[X], +, ), B = (R, +, ), f : A B, f(p) = p(0). 33 5.2. Paaugstinātas grūtības un pētnieciska rakstura uzdevumi 1.6 Pierādīt teorēmu par slēguma īpašībām. 1.7 Pierādīt, ka katrā galīgā pusgrupā eksistē idempotents elements.