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¿La definición de la operación binaria de un grupo es intrínseca a los elementos establecidos?

Tengo un regaño, cuestión básica en cuanto a los límites entre los elementos del conjunto y la composición de la regla (o de operación) en la definición de un grupo:

En matemáticas, un grupo es una estructura algebraica que consta de un conjunto de elementos equipado con una operación que combina dos elementos para formar un tercer elemento...

Por ejemplo, en un número finito de grupo cíclico de orden $n=4,$ es decir $\mathbb Z_4=\{0,1,2,3\}$ el elemento $1$ mueve todos los elementos del conjunto por $1,$, mientras que el elemento $2$ mueve por $2,$ etc.

Ahora en la tabla de composición, como un ejemplo, $1\;\circ\;3$ se mueven los elementos de la primera por $1,$ y, posteriormente, por $3,$, resultando en no mover $(\mathbb Z/ 4\mathbb Z).$

El punto es que el "efecto" (me gustaría decir "acción", pero la palabra se toma para significar la acción de un grupo en un conjunto) de la operación binaria es ya de alguna manera dentro de los elementos reales.

En otras palabras, los elementos del conjunto no son inertes o pasivo. Ellos no parecen estar a la espera de la definición de la operación - que llevan con ellos la generación de "acción", que parece que se superponen o reemplazar la función de la operación binaria. Al menos en este ejemplo, no parecen estar en necesidad de una definición explícita de la composición de la regla.

¿Hasta qué punto son los elementos "activos", y ya intrínsecamente la idea de la operación binaria? Es la composición implícita en el conjunto de elementos, relegando a la tabla de composición de un formalismo? O no dependen del tipo específico de grupo?

Otro ejemplo: ¿Qué más necesita la definición en el diedro grupo $D_3$ cuando los elementos están en "rotación" y "reflexión", que es $S=\{e,r,r^2,rf,r^2f\}?$

Por favor, ser indulgente con terminológica desaires de mano para transmitir el problema conceptual. Tal vez la fijación de la terminología puede aclarar la cuestión.

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phalacee Puntos 1060

Que bueno que te gusta pensar que "filosóficamente" acerca de lo que son las cosas. Creo que lo que está detrás de su observación es que, a menudo, los grupos y de manera más natural aparecen como grupos de simetría de algo. En ese caso, lo que es un elemento del grupo de "se" es descrito por qué lo hace, y la descripción también contiene las instrucciones para el grupo de operación, ya que la multiplicación del grupo es la composición de simetrías.

Por supuesto, usted no debe tratar de hacer demasiado fuera de esta idea, es sólo una manera de mirar las cosas. El mismo grupo puede ser realizado como simetrías de cosas diferentes, y diferentes realizaciones le dará una visión diferente de lo que el grupo de la multiplicación de los medios. También un grupo puede ser descrito de una manera o de otra, que no se presta a ver al grupo como un grupo de simetría, en ese caso los nombres de los elementos del grupo va a decir nada sobre el grupo de operación.

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Matt Samuel Puntos 22587

Más o menos lo contrario es cierto. Se podría tomar que mismo, ${0,1,2,3}$ y hacer la tabla de multiplicar siguiente:\begin{array}{l|llll} &0&1&2&3\ \hline 0&2&3&1&0\ 1&3&2&0&1\ 2&1&0&3&2\ 3&0&1&2&3 \end{matriz} he volteado simplemente los papeles de $3$ y $0$. La operación binaria es realmente todo lo que importa.

Dada una operación binaria $*:G\times G\to G$, un elemento $x$ inducir una función $L_x:G\to G$ mediante la definición de %#% $ #% este es el mapa de multiplicación izquierda asociada. Del mismo modo es uno para la multiplicación derecha. Tal vez la existencia de estos mapas es lo que usted está observando.

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biased_estimator Puntos 126

$\mathbb{Z_4} = \{0,1,2,3\}$ no es un grupo: es un conjunto. Por supuesto, esto es una tontería distinción que en realidad nadie hace en la práctica, pero creo que es importante para usted, ya que usted parece estar pensando:

"Si un conjunto contiene elementos para los cuales existe una cierta 'natural' operación binaria que satisface el grupo de axiomas, es un grupo".

Para ilustrar: No $\{Rock, Paper, Scissors\}$ formar un grupo? Bueno, por supuesto que hay un muy natural la operación, que se podría decir "se adelanta" una operación binaria, o hace que los elementos "activos". Tenemos "$vs$", lo que da: $$Rock \space vs \space Paper = Paper$$ $$Scissors\space vs\space Rock = Rock$$ $$Paper \space vs \space Scissors = Scissors$$ y así sucesivamente. Se podría decir que no forman parte de un grupo, tal vez porque no hay identidad (es decir, ningún elemento que pierde a todo).

Pero lo que si hemos definido alguna otra operación, decir "$+$", por lo que nuestro conjunto actúa como $\mathbb{Z}_3$ con la adición módulo 3 (que obviamente obedece grupo de axiomas)? Es que ahora de repente un grupo?

En la otra mano, tome $S = \{e,r,r^2,rf,r^2f\}$ -- esto es un grupo? Según su punto de vista, aparentemente, sí... pero sabemos que puede tomar algunos rebelde operación binaria $\ast$ que no satisfacen los axiomas. Cómo es que esta operación no menos "natural" que en función de la composición?

El punto es este: que los elementos de un conjunto están involucrados en un definidos previamente operación binaria, esto no quiere decir que sea la "canónica" operación binaria para el que se base el grupo. Cuando decimos "$\mathbb{Z}_4$ es un grupo", esto es, literalmente, sólo la abreviatura de "$\mathbb{Z}_4$ tomadas con el típico mod 4 operación de adición formas un grupo" o "$(\mathbb{Z}_4, +_4)$ es un grupo, donde $+_4$ es lo obvio".

Básicamente: Que, literalmente, no tiene sentido decir que algo es un grupo debido a la naturaleza de los elementos que contiene, sin mención de la operación en particular que usted está eligiendo.

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