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producto de múltiples factores

Si $a_1,a_2,\dots,a_n$ son elementos de un grupo $G$ , $n\geq 2$ entonces definimos el producto $a_1a_2\cdots a_n$ con una inducción completa a $n$ con \begin{align} a_1a_2&=\text{product of $a_1$ and $a_2$ in the group}& (n=2),\\ a_1a_2\cdots a_n&=(a_1a_2\cdots a_{n-1})\cdot a_n& (n>2). \end{align} Por ejemplo: $abcde=(((ab)c)d)e)$ . Con la inducción completa a $n$ podemos deducir fácilmente de la ley asociada que \begin{align} (a_1a_2\cdots a_k)\cdot(a_{k+1}\cdots a_n)=a_1a_2\cdots a_n&&(1\leq k\leq n-1). \end{align}

¿Cuál era la hipótesis de inducción en este caso? ¿Fue por alguna $n\in\mathbb N_{>2}$ se sostiene que para todo $k\leq n$ , $$a_1a_2\cdots a_k=(a_1a_2\cdots a_{k-1})a_k.$$

¿Tengo que decir lo siguiente?

Considere $a_1a_2\cdots a_k$ y $a_{k+1}$ . Si multiplicamos estos dos, podemos escribir $(a_1a_2\cdots a_k)a_{k+1}$ . Aplica la hipótesis de la inducción y ya está.

No entiendo muy bien lo que hacen; ¿están definiendo dónde poner los corchetes? Pero un grupo obedece a la ley de asociatividad, así que ¿por qué harían eso?

EDITAR

Esta es la segunda prueba de inducción:

Caso base: $(a_1a_2)a_3=a_1(a_2a_3)$ por la ley de asociatividad. Supongamos que para algún $n>3$ se sostiene que $a_1\cdots a_n=(a_1\cdots a_k)\cdot(a_{k+1}\cdots a_n)$ , para $1\leq k\leq n-1$ . Considere el producto con $n+1$ factores: $a_1\cdots a_{n+1}$ . Podemos escribir esto como $(a_1\cdots a_n)a_{n+1}$ . El IH da que esto es igual a $((a_1\cdots a_k)\cdot(a_{k+1}\cdots a_n))a_{n+1}$ . Podemos utilizar la ley de la asociatividad para establecer que es igual a $(a_1\cdots a_k)\cdot((a_{k+1}\cdots a_n)a_{n+1})=(a_1\cdots a_k)\cdot (a_{k+1}\cdots a_{n+1})$ . Porque sabemos que $a_1\cdots a_{n+1}=(a_1\cdots a_n)a_{n+1}$ también es cierto para $k=n$ por lo que hemos demostrado que se mantiene para $1\leq k \leq n$ .

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zipirovich Puntos 31

En primer lugar, hay dos lugares donde se menciona la "inducción completa":

  1. en la definición de $a_1a_2\cdot a_n$ ;
  2. y en cuanto a la afirmación de que $(a_1a_2\cdots a_k)\cdot(a_{k+1}\cdots a_n)=a_1a_2\cdots a_n$ para todos $1\leq k\leq n-1$ diciendo que una prueba se puede hacer por inducción.

¿Preguntas por el significado de la inducción completa en ambos o sólo en uno de ellos?

Pero básicamente, sí: están definiendo dónde poner paréntesis, y luego demostrando que el resultado es independiente de dónde pongamos esos paréntesis. (Bueno, aquí no hay ninguna prueba, sólo una insinuación de que dicha prueba puede hacerse por inducción).

¿Por qué tenemos que pasar por todos estos problemas? En primer lugar, sólo hay una operación en un grupo, y es binaria. Define lo que $ab$ medios, pero NO qué " $abc$ " significa. Y como no podemos ver " $abc$ " como una sola operación ternaria, tenemos que verla como dos multiplicaciones, y entonces tienen que especificar cuál va primero. En otras palabras, tomada literalmente, la expresión " $abc$ " no tiene sentido. Las expresiones significativas son $(ab)c$ o $a(bc)$ . Pero como un grupo tiene la ley asociativa, $(ab)c=a(bc)$ y eso es lo que nos permite utilizar una notación abreviada " $abc$ ": en realidad es ambiguo, pero podemos interpretarlo como $(ab)c$ o $a(bc)$ porque, afortunadamente, son iguales.

Pero hasta ahí llega la referencia al derecho asociativo, sin más trabajo. Tenga en cuenta que la ley dice sólo que $(ab)c=a(bc)$ ; lo hace NO decir nada sobre los productos por cuatro o más elementos. Estamos tan acostumbrados a decir que por asociatividad $abcde$ es inequívoco en un grupo y a darlo por sentado. Pero es NO el axioma de la asociatividad Esta propiedad de asociatividad más general es un teorema. Y eso es lo que hacen aquí: lo enuncian e insinúan cómo se puede demostrar.

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