抽象代数:群、环与域
二元运算
二元运算就像一台机器:从一个集合里取两样东西,吐出一样东西——理想情况下吐出的东西仍在同一个集合里。普通的加法就是数上的二元运算:喂给它 3 和 5,它返回 8。乘法也是,把一个旋转叠加到另一个旋转上也是。“二元”一词只是说它恰好接受两个输入。
更精确地说,集合 S 上的二元运算是一个函数,它给 S 中每一个有序对 (a, b) 指定 S 中唯一一个元素,通常记作 a * b。关键要求是封闭性:结果必须落回 S 之内。减法是整数上的二元运算(3 - 5 = -2 仍是整数),但不是自然数上的二元运算,因为 3 - 5 已经离开了那个集合。
顺序可能要紧:a * b 不一定等于 b * a(想想减法,或想想以不同次序做两个旋转)。如果顺序从不影响结果,就称这个运算是可交换的。抽象代数几乎全部都在研究配备了一到两个良好二元运算的集合,所以这就是群、环、域共同生长出来的种子。
在集合 {0, 1, 2} 上定义 a * b = (a + b) mod 3。则 2 * 2 = (4) mod 3 = 1,结果仍在 {0, 1, 2} 中,所以这是该集合上的一个二元运算。
模 3 加法——在三元素集合上封闭。
封闭性是定义的一部分,不是额外的好处:如果 a * b 可能落在 S 之外,那么 * 根本就不是 S 上的二元运算。务必同时检查:答案总是存在,并且总是留在集合之内。
又称
另见