กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 5 นาที

โครงร่างโครงสร้างพีชคณิต

ในวิชาคณิตศาสตร์มีการศึกษาโครงสร้างพีชคณิตหลายประเภทพีชคณิตนามธรรมเป็นการศึกษาโครงสร้างพีชคณิตเฉพาะและคุณสมบัติของโครงสร้างเหล่านั้นเป็นหลัก โครงสร้างพีชคณิตอาจถูกมองได้หลายวิธี...

โครงร่างโครงสร้างพีชคณิต

ในวิชาคณิตศาสตร์มีการศึกษาโครงสร้างพีชคณิตหลายประเภทพีชคณิตนามธรรมเป็นการศึกษาโครงสร้างพีชคณิตเฉพาะและคุณสมบัติของโครงสร้างเหล่านั้นเป็นหลัก โครงสร้างพีชคณิตอาจถูกมองได้หลายวิธี แต่จุดเริ่มต้นทั่วไปของตำราพีชคณิตคือ วัตถุพีชคณิตประกอบด้วยเซต หนึ่งชุดหรือมากกว่านั้น พร้อมด้วย การดำเนินการทวิภาคหรือการดำเนินการเอก ภาค หนึ่งชุดหรือมากกว่านั้นซึ่งสอดคล้องกับชุดของสัจพจน์

คณิตศาสตร์สาขาอื่นที่เรียกว่าพีชคณิตสากลศึกษาโครงสร้างพีชคณิตโดยทั่วไป จากมุมมองของพีชคณิตสากล โครงสร้างส่วนใหญ่สามารถแบ่งออกเป็นวาไรตี้และควาไรตี้ได้ ขึ้นอยู่กับสัจพจน์ที่ใช้ ระบบ สัจพจน์ที่ เป็นทางการ บาง ระบบที่ไม่ใช่ทั้งวาไรตี้หรือควาไรตี้ เรียกว่าไม่ใช่วาไรตี้บางครั้งก็ถูกรวมอยู่ในโครงสร้างพีชคณิตตามธรรมเนียมปฏิบัติ

ตัวอย่างที่เป็นรูปธรรมของโครงสร้างแต่ละประเภทจะพบได้ในบทความที่ระบุไว้

โครงสร้างเชิงพีชคณิตในปัจจุบันมีอยู่มากมายจนบทความนี้ย่อมไม่สมบูรณ์อย่างแน่นอน นอกจากนี้ บางครั้งโครงสร้างเดียวกันอาจมีชื่อเรียกหลายชื่อ และบางครั้งชื่อหนึ่งอาจถูกกำหนดโดยสัจพจน์ที่ขัดแย้งกันโดยผู้เขียนที่แตกต่างกัน โครงสร้างส่วนใหญ่ที่ปรากฏในหน้านี้จะเป็นโครงสร้างทั่วไปที่ผู้เขียนส่วนใหญ่เห็นพ้องต้องกัน รายการโครงสร้างเชิงพีชคณิตอื่นๆ บนเว็บ ซึ่งจัดเรียงตามลำดับตัวอักษรโดยประมาณ ได้แก่JipsenและPlanetMath (เก็บถาวรเมื่อวันที่ 13 พฤศจิกายน 2007 ที่Wayback Machine ) รายการเหล่านี้กล่าวถึงโครงสร้างจำนวนมากที่ไม่ได้รวมไว้ด้านล่าง และอาจมีข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับบางโครงสร้างมากกว่าที่นำเสนอในที่นี้

การศึกษาโครงสร้างพีชคณิต

โครงสร้างเชิงพีชคณิตปรากฏอยู่ในสาขาคณิตศาสตร์เกือบทุกสาขา และเราสามารถพบเจอได้ในหลายรูปแบบ

  • การเริ่มต้นศึกษา: ในมหาวิทยาลัยอเมริกันกลุ่มปริภูมิเวกเตอร์และฟิลด์ มักเป็นโครงสร้างแรกๆ ที่ นักเรียนจะได้พบเจอในวิชาต่างๆ เช่นพีชคณิตเชิงเส้นโดยปกติแล้วจะมีการแนะนำโครงสร้างเหล่านี้ในรูปของเซตที่มีสัจพจน์บางประการ
  • การศึกษาขั้นสูง:
    • พีชคณิตนามธรรมศึกษาคุณสมบัติของโครงสร้างพีชคณิตเฉพาะอย่าง
    • พีชคณิตสากลศึกษาโครงสร้างทางพีชคณิตในเชิงนามธรรม มากกว่าที่จะศึกษาโครงสร้างเฉพาะประเภทใดประเภทหนึ่ง
    • ทฤษฎีหมวดหมู่ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างที่แตกต่างกัน ทั้งเชิงพีชคณิตและไม่ใช่เชิงพีชคณิต ในการศึกษาวัตถุที่ไม่ใช่เชิงพีชคณิต มักจะเป็นประโยชน์ที่จะใช้ทฤษฎีหมวดหมู่เพื่อเชื่อมโยงวัตถุนั้นกับโครงสร้างเชิงพีชคณิต

ประเภทของโครงสร้างพีชคณิต

โดยทั่วไปแล้ว โครงสร้างทางพีชคณิตอาจใช้เซตจำนวนเท่าใดก็ได้และสัจพจน์จำนวนเท่าใดก็ได้ในการกำหนด อย่างไรก็ตาม โครงสร้างที่ศึกษากันบ่อยที่สุดมักเกี่ยวข้องกับเซตเพียงหนึ่งหรือสองเซตและตัวดำเนินการทวิภาค หนึ่งหรือสองตัว เท่านั้น โครงสร้างด้านล่างนี้จัดเรียงตามจำนวนเซตที่เกี่ยวข้องและจำนวนตัวดำเนินการทวิภาคที่ใช้ การเยื้องที่มากขึ้นหมายถึงโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่า และระดับที่มีการเยื้องน้อยที่สุดคือโครงสร้างพื้นฐานที่สุด

ชุดหนึ่งที่ไม่มีการดำเนินการไบนารี

  • เซต : โครงสร้างพีชคณิตเสื่อมสภาพS ที่ไม่มีการดำเนินการใดๆ
  • เซตที่มีจุดชี้เฉพาะ : Sมีองค์ประกอบที่โดดเด่นอย่างน้อยหนึ่งอย่าง ซึ่งมักจะเป็น 0, 1 หรือทั้งสองอย่าง
  • ระบบเอกภาค: Sและ การ ดำเนินการเอกภาค เดียว บนS
  • ระบบเอกภาคแบบมีจุดชี้ : ระบบเอกภาคที่มี Sเป็นเซตแบบมีจุดชี้

การดำเนินการไบนารีหนึ่งครั้งบนเซตหนึ่งชุด

โครงสร้างแบบกลุ่ม
ทั้งหมดการเชื่อมโยงตัวตนหารลงตัว
แมกมาบางส่วนไม่จำเป็นไม่จำเป็นไม่จำเป็นไม่จำเป็น
เซมิกรุปอยด์ไม่จำเป็นที่จำเป็นไม่จำเป็นไม่จำเป็น
หมวดหมู่ขนาดเล็กไม่จำเป็นที่จำเป็นที่จำเป็นไม่จำเป็น
กรุปอยด์ไม่จำเป็นที่จำเป็นที่จำเป็นที่จำเป็น
แมกมาที่จำเป็นไม่จำเป็นไม่จำเป็นไม่จำเป็น
กลุ่มย่อยที่จำเป็นไม่จำเป็นไม่จำเป็นที่จำเป็น
แมกมาหน่วยที่จำเป็นไม่จำเป็นที่จำเป็นไม่จำเป็น
วนซ้ำที่จำเป็นไม่จำเป็นที่จำเป็นที่จำเป็น
เซมิกรุ๊ปที่จำเป็นที่จำเป็นไม่จำเป็นไม่จำเป็น
กลุ่มควาซิแบบเชื่อมโยงที่จำเป็นที่จำเป็นไม่จำเป็นที่จำเป็น
โมโนอิดที่จำเป็นที่จำเป็นที่จำเป็นไม่จำเป็น
กลุ่มที่จำเป็นที่จำเป็นที่จำเป็นที่จำเป็น

โครงสร้าง คล้ายกลุ่มต่อไปนี้ประกอบด้วยเซตที่มีการดำเนินการทวิภาค การดำเนินการทวิภาคสามารถระบุได้ด้วยสัญลักษณ์ใดก็ได้ หรือไม่ใช้สัญลักษณ์เลย (การวางเคียงข้างกัน) โครงสร้างที่พบได้บ่อยที่สุดคือโครงสร้างของกลุ่มโครงสร้างอื่นๆ เกี่ยวข้องกับการลดทอนหรือเสริมความแข็งแกร่งของสัจพจน์สำหรับกลุ่ม และอาจใช้การดำเนินการเอกภาคเพิ่มเติมด้วย

การดำเนินการไบนารีสองครั้งบนเซตหนึ่ง

โครงสร้างหลักที่มีเซตหนึ่งซึ่งมีตัวดำเนินการทวิภาคสองตัว ได้แก่ โครงสร้างแบบวงแหวนหรือริงอยด์และโครงสร้างแบบแลตติสหรือแลตติส ริงอยด์และแลตติสสามารถแยกแยะได้อย่างชัดเจน แม้ว่าทั้งสองจะมีตัวดำเนินการทวิภาคสองตัวเหมือนกัน ในกรณีของริงอยด์ ตัวดำเนินการทั้งสองเชื่อมโยงกันด้วยกฎการกระจายในกรณีของแลตติส ตัวดำเนินการทั้งสองเชื่อมโยงกันด้วยกฎการดูดซับนอกจากนี้ ริงอยด์มักจะมีแบบจำลอง เชิงตัวเลข ในขณะที่แลตติสมักจะมีแบบจำลอง เชิงเซต

ในโครงสร้างรูปวงแหวนหรือริงอยด์ การดำเนินการทวิภาคสองอย่างมักเรียกว่าการบวกและการคูณโดยการคูณจะเชื่อมโยงกับการบวกด้วย กฎ การ กระจาย

  • เซมิริง : ริงอยด์ที่Sเป็นโมโนอิดภายใต้การดำเนินการแต่ละอย่าง โดยทั่วไปแล้ว การบวกจะถือว่ามีคุณสมบัติการสลับที่และการจัดกลุ่ม และผลคูณของโมโนอิดจะถือว่ากระจายตัวเหนือการบวกทั้งสองด้าน และเอกลักษณ์การบวก 0 เป็นองค์ประกอบดูดซับในความหมายที่ว่า 0  x = 0 สำหรับทุกx
  • เนียร์ริง : เซมิริงที่มีโมโนอิดแบบบวกเป็นกลุ่ม (ไม่จำเป็นต้องเป็นกลุ่มอาเบเลียน)
  • ริง : เซมิริงที่มีโมโนอิดแบบบวกเป็นกลุ่มอาเบเลียน
    • วงแหวนสลับที่ : วงแหวนที่การดำเนินการคูณมีคุณสมบัติสลับที่
    • วงแหวนหาร : วงแหวนที่ไม่ใช่วงแหวน ศูนย์ซึ่งการหารด้วยสมาชิกที่ไม่ใช่ศูนย์นั้นสามารถนิยามได้
    • โดเมนอินทิกรัล : วงแหวนสลับที่ที่ไม่ใช่วงแหวนว่าง ซึ่งผลคูณของสมาชิกสองตัวใดๆ ที่ไม่เป็นศูนย์จะต้องไม่เป็นศูนย์
    • ฟิลด์ : วงแหวนการหารแบบสลับที่ได้ (กล่าวคือ วงแหวนแบบสลับที่ได้ซึ่งมีตัวผกผันการคูณสำหรับทุกสมาชิกที่ไม่เป็นศูนย์)
  • วงแหวนที่ไม่เป็นไปตามกฎการสลับที่ : วงแหวนเหล่านี้มีลักษณะคล้ายวงแหวนทั่วไป แต่การดำเนินการคูณไม่จำเป็นต้องเป็นไปตามกฎการสลับที่
  • วงแหวนบูลีน : วงแหวนสลับที่ที่มีการดำเนินการคูณแบบไม่เปลี่ยนแปลงสถานะ
  • พีชคณิตคลีน (Kleene algebras) : เซมิริงที่มีการบวกแบบเอกลักษณ์ (idempotent addition) และการดำเนินการเอกภาค (unary operation) หรือดาวคลีน (Kleene star ) ซึ่งมีคุณสมบัติเพิ่มเติมอื่นๆ
  • *-พีชคณิตหรือ*-ริง : ริงที่มีการดำเนินการเอกภาคเพิ่มเติม (*) ที่เรียกว่าการผกผันซึ่งมีคุณสมบัติเพิ่มเติม
  • เลขคณิต: การบวกและการคูณบนเซตอนันต์พร้อมด้วยโครงสร้างเอกภาคแบบมีจุดเพิ่มเติมการดำเนินการเอกภาคเป็นตัวสืบทอดแบบฉีด และมีองค์ประกอบที่โดดเด่นคือ 0
    • เลขคณิตโรบินสันการบวกและการคูณถูก กำหนด แบบเวียนซ้ำโดยใช้ตัวสืบทอด 0 คือองค์ประกอบเอกลักษณ์สำหรับการบวก และทำให้การคูณเป็นศูนย์ เลขคณิตโรบินสันถูกระบุไว้ที่นี่แม้ว่าจะเป็นรูปแบบหนึ่งก็ตาม เนื่องจากมีความใกล้เคียงกับเลขคณิตพีอาโน
    • เลขคณิตของพีอาโนเลขคณิตของโรบินสัน พร้อมด้วยแผนผังสัจพจน์ของการอุปมาน สัจพจน์ ของวงแหวนและฟิลด์ส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของการบวกและการคูณเป็นทฤษฎีบทของเลขคณิตของพีอาโนหรือส่วนขยายที่เหมาะสมของมัน

โครงสร้างแบบตาข่ายมีโอเปอเรชันไบนารีสองอย่างที่เรียกว่าพบปะ (meet) และ เชื่อมต่อ (join)ซึ่งเชื่อมโยงกันด้วยกฎการดูดซับ (absorption law )

โครงสร้างแบบโมดูลบนสองชุด

โครงสร้าง คล้ายโมดูลต่อไปนี้มีลักษณะร่วมกันคือมีสองเซตAและBโดยที่มีการดำเนินการทวิภาคจากA × AไปยังAและการดำเนินการอีกอย่างจากA × BไปยังAโมดูล เมื่อนับรวมการดำเนินการของริงแล้ว จะมีการดำเนินการทวิภาคอย่างน้อยสามครั้ง

โครงสร้างคล้ายพีชคณิตบนสองเซต

โครงสร้างเหล่านี้ถูกกำหนดขึ้นจากสองเซต คือ ริงRและโมดูลR Mที่มีโอเปอเรชันเรียกว่าการคูณ สามารถมองได้ว่าเป็นระบบที่มีโอเปอเรชันไบนารีห้าอย่าง ได้แก่ โอเปอเรชันสองอย่างบนRโอเปอเรชันสองอย่างบนMและโอเปอเรชันหนึ่งอย่างที่เกี่ยวข้องกับทั้งRและMโครงสร้างเหล่านี้จำนวนมากเป็นโครงสร้างแบบผสมผสานของโครงสร้างที่กล่าวถึงไปก่อนหน้านี้

โครงสร้างพีชคณิตที่มีโครงสร้างที่ไม่ใช่พีชคณิตเพิ่มเติม

มีตัวอย่างมากมายของโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ที่โครงสร้างเชิงพีชคณิตมีอยู่ควบคู่ไปกับโครงสร้างที่ไม่ใช่เชิงพีชคณิต

โครงสร้างพีชคณิตในสาขาวิชาต่างๆ

โครงสร้างทางพีชคณิตบางอย่างสามารถนำไปใช้ในสาขาวิชาอื่นนอกเหนือจากพีชคณิตนามธรรมได้ ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างการประยุกต์ใช้เฉพาะในสาขาอื่นๆ

ในวิชาฟิสิกส์ :

ในตรรกศาสตร์ทางคณิตศาสตร์ :

ในสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ :

ดูเพิ่มเติม

  • จิปเซ่น:
    • รายชื่อโครงสร้างพีชคณิตเรียงตามตัวอักษร ; รวมถึงโครงสร้างอีกมากมายที่ไม่ได้กล่าวถึงในที่นี้
    • หนังสือเรียนและเอกสารประกอบการบรรยายออนไลน์
    • แผนที่นี้ประกอบด้วยสิ่งก่อสร้างประมาณ 50 แห่ง ซึ่งบางแห่งไม่ได้ปรากฏอยู่ด้านบน ในทำนองเดียวกัน สิ่งก่อสร้างส่วนใหญ่ที่อยู่ด้านบนก็ไม่ได้ปรากฏในแผนที่นี้เช่นกัน
  • PlanetMath เก็บถาวรเมื่อวันที่ 13 พฤศจิกายน 2007 ในดัชนีหัวข้อของ Wayback Machine
  • Hazewinkel, Michiel (2001) สารานุกรมคณิตศาสตร์สปริงเกอร์-แวร์แลก
  • หน้าเว็บ Mathworldเกี่ยวกับพีชคณิตนามธรรม
  • สารานุกรมปรัชญาแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด : พีชคณิตโดยวอห์น แพรตต์
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Outline_of_algebraic_structures&oldid=1354908447 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ โครงร่างโครงสร้างพีชคณิต

ในวิชาคณิตศาสตร์มีการศึกษาโครงสร้างพีชคณิตหลายประเภทพีชคณิตนามธรรมเป็นการศึกษาโครงสร้างพีชคณิตเฉพาะและคุณสมบัติของโครงสร้างเหล่านั้นเป็นหลัก โครงสร้างพีชคณิตอาจถูกมองได้หลายวิธี...

การศึกษาโครงสร้างพีชคณิต

โครงสร้างเชิงพีชคณิตปรากฏอยู่ในสาขาคณิตศาสตร์เกือบทุกสาขา และเราสามารถพบเจอได้ในหลายรูปแบบ

ประเภทของโครงสร้างพีชคณิต

โดยทั่วไปแล้ว โครงสร้างทางพีชคณิตอาจใช้เซตจำนวนเท่าใดก็ได้และสัจพจน์จำนวนเท่าใดก็ได้ในการกำหนด อย่างไรก็ตาม โครงสร้างที่ศึกษากันบ่อยที่สุดมักเกี่ยวข้องกับเซตเพียงหนึ่งหรือสองเซตและ ตัวดำเนินการทวิภาค หนึ่งหรือสองตัว เท่านั้น...

ชุดหนึ่งที่ไม่มีการดำเนินการไบนารี

เซต : โครงสร้างพีชคณิตเสื่อมสภาพ S ที่ไม่มีการดำเนินการใดๆ เซตที่มีจุดชี้เฉพาะ : S มีองค์ประกอบที่โดดเด่นอย่างน้อยหนึ่งอย่าง ซึ่งมักจะเป็น 0, 1 หรือทั้งสองอย่าง ระบบเอกภาค: S และ การ ดำเนิน การเอกภาค เดียว บน S ระบบเอกภาคแบบมีจุดชี้ : ระบบเอกภาคที่มี S...