240 likes | 482 Views
Pre-algebra. Antonín Jančařík. Formální jazyk PL1 Abeceda. Logické symboly individuové proměnné: x, y, z, ... Symboly pro spojky: , , , → , ↔ Symboly pro kvantifikátory: , Speciální symboly Predikátové: P n , Q n , ... n – arita = počet argumentů
E N D
Pre-algebra Antonín Jančařík
Formální jazyk PL1Abeceda Logické symboly individuové proměnné: x, y, z, ... Symboly pro spojky: , , , →,↔ Symboly pro kvantifikátory: , Speciální symboly Predikátové: Pn, Qn, ... n – arita = počet argumentů Funkční: fn, gn, hn, ... -- „ -- Pomocné symboly: závorky (, ), ...
Speciální symboly • Predikátové symboly odpovídají relacím. • Funkční symboly odpovídají operacím. Naším dalším tématem budou operace na množině.
Operace • Operace (medicína) - řízený fyzický zásah do těla pacienta (ať již člověka nebo zvířete) • Operace (vojenství) - nasazení vojenských jednotek • Tajná operace - naplánovaná akce tajných služeb • Operace (matematika) - zobrazení z kartézské mocniny množiny do této množiny • Operace (počítače) - programový krok • V přeneseném významu - operativní řešení konkrétního problému podle aktuálního vývoje situace
Operace v matematice • Operace (matematika) - zobrazení z kartézské mocniny množiny do této množiny • Známé operace: • Součet • Rozdíl • Podíl • Sínus • Odmocnina
Arita operace • Arita operace je rovna aritě kartézského součinu vstupu, tzn. obsahuje-li vstup n množin, pak říkáme, že operace je n-ární. • Pro n = 0 jde o operace nulární. Na konstanty je někdy výhodné nahlížet jako na nulární operace. • Pro n = 1 jde o operace unární. Unární operace transformují jeden prvek množiny A na jiný. • Pro n = 2 se jedná o operace binární. Binární operace přiřazují každé dvojici prvků prvek nějaké množiny. Sčítání, odčítání, násobení, dělení nebo mocnění patří mezi binární operace. • Pro n = 3 se jedná o ternární operaci. Ta přiřazuje každé trojici prvků prvek nějaké množiny. • Operace vyšších arit se vyskytují především v programovacích jazycích, kde jsou nazývány funkce, metody nebo procedury (procedura je operace s prázdným oborem hodnot).
Algebraické zákony pro konjunkci, disjunkci a ekvivalenci • |= (p q) (q p) komutativní zákon pro • |= (p q) (q p) komutativní zákon pro • |= (p q) (q p) komutativní zákon pro • |= [(p q) r][p (q r)] asociativní zákon pro • |= [(p q) r][p (q r)] asociativní zákon pro • |= [(p q) r][p (q r)] asociativní zákon pro
Základní vlastnosti binárních operací • Komutativita • Asociativita • Neutrální prvek • Inverzní prvek • a mnoho dalších.
Komutativita • Operace ۞ je komutativní právě tehdy když pro každé dva prvky a,b platí a۞b = b۞a.
Asociativita • Operace ۞ je asociativní právě tehdy když pro každé tři prvky a,b,c platí (a۞b) ۞ c = a ۞ (b۞ c).
Neutrální prvek • Nechť ۞ je operace na množině A a e prvek této množiny. Pak e je neutrálním prvkem vůči operaci ۞ právě tehdy když pro každý prvek a množina A platí:a ۞ e = e ۞ a = a. • Neutrální prvek také někdy nazýváme nulový nebo jednotkový.
Inverzní prvky • Nechť ۞ je operace na množině A a e neutrální prvek vůči této operaci. Pak ۞ je na množině A operací s inverzními prvky právě tehdy když pro každý prvek a existuje prvek a-1 takový, žea ۞ a-1 = a-1 ۞a = e.
Arthur Cayley(1821-1895) • Britský matematik • Spoluzakladatel britské školy čisté matematiky • Jako první definoval grupu jako množinu s jednou binární operací splňující dané podmínky.
Grupoid • Neprázdná množina G opatřená binární operací se nazývá grupoid. • Od grupoidu tedy nic nežádáme.
Pologrupa • Neprázdná množina G opatřená binární asociativní operací se nazývá pologrupa.
Monoid • Neprázdná množina G opatřená binární asociativní operací a jednotkovým prvkem se nazývá monoid.
Krácení • Nechť (G, ۞) je grupoid a a jeho prvek. • Říkáme, že a je zleva (resp. zprava) kratitelný prvek grupoidu G, jestliže a ۞ b ≠ a ۞ c (resp. b۞ a ≠ c ۞ a), kdykoli b ≠ c. • Jestliže a je kratitelný zleva i zprava, říkáme že je kratitelný.
Kvazigrupa • Jestliže každý prvek grupoidu G je kratitelný, říkáme, že G je grupoid s krácením. • Grupoid s krácením nazýváme kvazigrupou.
Lupa Kvazigrupu s jednotkovým prvkem nazýváme lupou.
Grupa • Grupa je algebraická struktura s jednou binární operací, která je asociativní, s jednotkovým prvkem a inverzními prvky. • Komutativní grupa se také nazývá abelovou.
Niels Henrik Abel(1802-1829) • Norský matematik • Prokázal neřešitelnost rovnice pátého stupně za pomocí radikálů.
Évariste Galois(1811-1832) • Francouzský matematik • Jako teenager dokázal, že polynomy stupně vyššího než 4 nemají řešení v radikálech (Galois Theory) • Zavedl pojem grupa.