Группы Алгебраические структуры

        Определение 16.1   Группой называется непустое множество $ \mathfrak{G}$ , на котором задана некоторая операция, обладающая следующими свойствами:
  1. для любых $ \mathfrak{a},\,\mathfrak{b},\,\mathfrak{c}\in\mathfrak{G}$ выполнено
    $\displaystyle (\mathfrak{a}\propto\mathfrak{b})\propto\mathfrak{c}=\mathfrak{a}\propto(\mathfrak{b}\propto\mathfrak{c}) $
    (свойство ассоциативности);
  2. существует такой элемент $ \mathfrak{e}$ , $ \mathfrak{e}\in \mathfrak{G}$ , что для любого элемента $ \mathfrak{a}$ , $ \mathfrak{a}\in \mathfrak{G}$ , выполнено
    $\displaystyle \mathfrak{a}\propto\mathfrak{e}=\mathfrak{a}$
    (существование единицы или нуля);
  3. для любого элемента $ \mathfrak{a}$ , $ \mathfrak{a}\in \mathfrak{G}$ , существует такой элемент $ \tilde\mathfrak{a}$ , $ \tilde\mathfrak{a}\in\mathfrak{G}$ , что
    $\displaystyle \mathfrak{a}\propto\tilde\mathfrak{a}=\mathfrak{e}$
    (существование обратного элемента).
        
        Пример 16.2   Пусть $ \mathfrak{G}$  -- множество целых чисел. В качестве операции $ \propto$ возьмем операцию сложения чисел. Тогда требования к операции записываются так:
  1. $ (\mathfrak{a}+\mathfrak{b})+\mathfrak{c}=\mathfrak{a}+(\mathfrak{b}+\mathfrak{c})$ ;
  2. существует такое число $ \mathfrak{e}$ , что для любого числа $ \mathfrak{a}$ выполнено $ {\mathfrak{a}+\mathfrak{e}=\mathfrak{a}}$ ;
  3. для любого числа $ \mathfrak{a}$ существует такое число $ \tilde\mathfrak{a}$ , что $ {\mathfrak{a}+\tilde\mathfrak{a}=\mathfrak{e}}$ .
Очевидно, что все три свойства для целых чисел выполнены, причем числом $ \mathfrak{e}$ является число 0, а числом $ \tilde\mathfrak{a}$ является число $ -\mathfrak{a}$ . Таким образом, множество целых чисел с операцией сложения является группой. Обозначается оно обычно $ \mathbb{Z}$ .         

Множество рациональных чисел с операцией сложения и множество вещественных чисел с операцией сложения тоже являются группами. Предоставляем проверку этого факта читателю. Группа целых чисел является подгруппой группы рациональных чисел, которая в свою очередь является подгруппой группы вещественных чисел по сложению.

        Пример 16.3   Пусть $ \mathfrak{G}$  -- множество положительных вещественных чисел. В качестве операции "$ \propto$ " возьмем операцию обычного умножения. Тогда требования к операции запишутся так:
  1. $ (\mathfrak{a}\mathfrak{b})\mathfrak{c}=\mathfrak{a}(\mathfrak{b}\mathfrak{c})$ ;
  2. существует такое число $ \mathfrak{e}$ , что $ {\mathfrak{a}\mathfrak{e}=\mathfrak{a}}$ для любого числа $ \mathfrak{a}$ ;
  3. для любого числа $ \mathfrak{a}$ существует такое число $ \tilde\mathfrak{a}$ , что $ {\mathfrak{a}\tilde\mathfrak{a}=\mathfrak{e}}$ .
Очевидно, что эти требования выполнены, причем $ {\mathfrak{e}=1}$ , а $ {\tilde \mathfrak{a}=\mathfrak{a}^{-1}}$ . Таким образом множество положительных чисел с операцией умножения является группой.         

Множество вещественных чисел с операцией умножения группой не является. Действительно, если $ \mathfrak{a}$ взять равным нулю, то нет такого числа $ \tilde\mathfrak{a}$ , чтобы $ {\mathfrak{a}\tilde\mathfrak{a}=1}$ , так как $ {0\cdot\tilde\mathfrak{a}=0}$ . Множество же вещественных чисел, отличных от нуля, с операцией умножения является группой. Проверку этого факта предоставляем читателю.

    

По описанию современников, Лейбниц был худощавым, среднего роста мужчиной. Он всегда носил черный парик. Его бледное от природы лицо, оттененное черными волосами парика, казалось еще бледнее. На первый взгляд он производил впечатление довольно невзрачного человека. Однажды его маловнушительная внешность послужила поводом к следующему недоразумению.

Выпуклость функции