抽象代數:群、環與域
二元運算
二元運算就像一台機器:從一個集合裡取兩樣東西,吐出一樣東西——理想情況下吐出的東西仍在同一個集合裡。普通的加法就是數上的二元運算:餵給它 3 和 5,它回傳 8。乘法也是,把一個旋轉疊加到另一個旋轉上也是。「二元」一詞只是說它恰好接受兩個輸入。
更精確地說,集合 S 上的二元運算是一個函數,它給 S 中每一個有序對 (a, b) 指定 S 中唯一一個元素,通常記作 a * b。關鍵要求是封閉性:結果必須落回 S 之內。減法是整數上的二元運算(3 - 5 = -2 仍是整數),但不是自然數上的二元運算,因為 3 - 5 已經離開了那個集合。
順序可能要緊:a * b 不一定等於 b * a(想想減法,或想想以不同次序做兩個旋轉)。如果順序從不影響結果,就稱這個運算是可交換的。抽象代數幾乎全部都在研究配備了一到兩個良好二元運算的集合,所以這就是群、環、域共同生長出來的種子。
在集合 {0, 1, 2} 上定義 a * b = (a + b) mod 3。則 2 * 2 = (4) mod 3 = 1,結果仍在 {0, 1, 2} 中,所以這是該集合上的一個二元運算。
模 3 加法——在三元素集合上封閉。
封閉性是定義的一部分,不是額外的好處:如果 a * b 可能落在 S 之外,那麼 * 根本就不是 S 上的二元運算。務必同時檢查:答案總是存在,並且總是留在集合之內。
又稱
另見