半域是一种代数系统,本书将其作为描述判断矩阵的数学工具。先介绍半群和群的概念,然后介绍半域,它们都属于代数系统。一个非空集合以及建立在其上的运算一起就构成了一个代数系统。
定义2.1[39]一个半群代数系统〈S,°〉是由集合S以及建立在其上的二元运算°组成的二元组,其中°是可结合的。
定义2.2[39]一个群代数系统〈S,°〉是由集合S以及建立在其上的二元运算°组成的二元组,其中°是可结合的,存在幺元e∈S(幺元含义为:∃e∈S(∀x∈S(e°x=x°e=x))),且每个元素在S中都有逆元(逆元含义为:∀x∈S(∃x-1∈S(x°x-1=x-1°x=e)))。
如果半群/群的运算是可交换的,则称其为阿贝尔半群/群。
定义2.3[40]一个半域代数系统〈S,⊕,⊗,e〉是由集合S、建立在其上的两个二元运算⊕和⊗(分别称为加法和乘法)以及乘法幺元e组成的四元组,对∀a,b,c∈S,满足如下的性质:
(1)〈S,⊕〉是一个阿贝尔半群:
①a⊕b=b⊕a(交换律)。
②a⊕(b⊕c)=(a⊕b)⊕c(结合律)。
(2)〈S,⊗〉是一个阿贝尔群,幺元为e:
①a⊗b=b⊗a(交换律)。(https://www.xing528.com)
②a⊗(b⊗c)=(a⊗b)⊗c(结合律)。
③a⊗e=e⊗a=a(幺元)。
④a⊗a-1=a-1⊗a=e(逆元)。
(3)左乘和右乘对加法的分配律:
①a⊗(b⊕c)=(a⊗b)⊕(a⊗c)。
②(a⊕b)⊗c=(a⊗c)⊕(b⊗c)。
通常,记⊕na=a⊕…⊕a和⊗na=a⊗…⊗a。一个简单的半域的例子,是集合(0,+
)以及建立在其上的普通加法和乘法一起构成的代数系统。
类似于在普通线性代数中,在半域上也可以定义矩阵之间的相乘运算
和在半域上的加权平均
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