خريطة إضافية

في الجبر ، الخريطة الجمعية ،Z{\displaystyle \mathbb {Z} }الدالة الخطية أو الدالة الجمعية هي دالةو{\displaystyle f}وهذا يحافظ على عملية الجمع: [ 1 ]و(x+y)=و(x)+و(y){\displaystyle f(x+y)=f(x)+f(y)} لكل زوج من العناصرx{\displaystyle x}وy{\displaystyle y}في نطاق و{\displaystyle f}على سبيل المثال ، أي دالة خطية هي دالة جمعية. عندما يكون مجالها هو الأعداد الحقيقية ، تُسمى هذه الدالة معادلة كوشي . للاطلاع على حالة خاصة من هذا التعريف، انظر إلى متعددة الحدود الجمعية .

بصورة أكثر رسمية، فإن الخريطة الجمعية هيZ{\displaystyle \mathbb {Z} }- تماثل الوحدات . بما أن المجموعة الأبيلية هيZ{\displaystyle \mathbb {Z} }- الوحدة ، يمكن تعريفها على أنها تماثل جماعي بين المجموعات الأبيلية.

خريطةV×دبليوX{\displaystyle V\times W\to X}يُطلق على الدالة التي تكون جمعية في كل من وسيطين على حدة اسم دالة ثنائية الجمع أوZ{\displaystyle \mathbb {Z} }الخريطة الثنائية الخطية . [ 2 ]

أمثلة

تشمل الأمثلة النموذجية الدوال بين الحلقات ، أو الفضاءات المتجهة ، أو الوحدات التي تحافظ على المجموعة الجمعية . ولا تحافظ الدالة الجمعية بالضرورة على أي بنية أخرى للكائن؛ على سبيل المثال، عملية الضرب في الحلقة.

لوو{\displaystyle f}وز{\displaystyle g}إذا كانت الخرائط جمعية، فإن الخريطةو+ز{\displaystyle f+g}(المعرّف نقطيًا ) هو جمعي.

ملكيات

تعريف الضرب القياسي في عدد صحيح

لنفترض أنX{\displaystyle X}هي مجموعة جمعية ذات عنصر محايد0{\displaystyle 0}وأن عكسxX{\displaystyle x\in X}يُرمز إليه بـ -x{\displaystyle -x}لأيxX{\displaystyle x\in X}وعدد صحيحنZ{\displaystyle n\in \mathbb {Z} }، دع: نx:={0      متى ن=0x++x    (ن الأوامر)   متى ن>0(-x)++(-x)    (|ن| الأوامر)   متى ن<0.{\displaystyle nx:=\left\{{\begin{alignedat}{9}&&&0&&&&&&~~~~&&&&~{\text{ عندما }}n=0\\&&&x&&+\cdots +&&x&&~~~~{\text{(}}n&&{\text{ الحدود) }}&&~{\text{ عندما }}n>0\\&(-&&x)&&+\cdots +(-&&x)&&~~~~{\text{(}}|n|&&{\text{ الحدود) }}&&~{\text{ عندما }}n<0.\\\end{alignedat}}\right.} هكذا(-1)x=-x{\displaystyle (-1)x=-x}ويمكن إثبات ذلك لجميع الأعداد الصحيحةم،نZ{\displaystyle m,n\in \mathbb {Z} }وكلxX{\displaystyle x\in X}،(م+ن)x=مx+نx{\displaystyle (m+n)x=mx+nx}و-(نx)=(-ن)x=ن(-x){\displaystyle -(nx)=(-n)x=n(-x)} . هذا التعريف للضرب القياسي يجعل المجموعة الفرعية الدوريةZx{\displaystyle \mathbb {Z} x}لX{\displaystyle X}إلى اليسارZ{\displaystyle \mathbb {Z} }-وحدة ؛ إذاX{\displaystyle X}إذا كانت عملية تبادلية، فإنها تجعل أيضًاX{\displaystyle X}إلى اليسارZ{\displaystyle \mathbb {Z} }-وحدة.

التجانس على الأعداد الصحيحة

لوو:XY{\displaystyle f:X\to Y}إذا كانت دالة جمعية بين مجموعات جمعية،و(0)=0{\displaystyle f(0)=0}وللجميعxX{\displaystyle x\in X}،و(-x)=-و(x){\displaystyle f(-x)=-f(x)}(حيث يشير النفي إلى المعكوس الجمعي ) و [ البرهان 1 ]و(نx)=نو(x) للجميع نZ.{\displaystyle f(nx)=nf(x)\quad {\text{ لكل }}n\in \mathbb {Z} .} بالتالي،و(x-y)=و(x)-و(y){\displaystyle f(xy)=f(x)-f(y)}للجميعx،yX{\displaystyle x,y\in X}(حيث، بحسب التعريف، x-y:=x+(-y){\displaystyle xy:=x+(-y)}) .

بمعنى آخر، كل دالة جمعية متجانسة على مجموعة الأعداد الصحيحة . وبالتالي، فإن كل دالة جمعية بين مجموعات أبيلية هي تشاكل لـZ{\displaystyle \mathbb {Z} }-الوحدات النمطية .

تماثلسؤال{\displaystyle \mathbb {Q} }-الوحدات النمطية

إذا كانت المجموعات الأبيلية الجمعيةX{\displaystyle X}وY{\displaystyle Y}وهي أيضًا وحدات أحادية على الأعداد النسبيةسؤال{\displaystyle \mathbb {Q} }(مثل فضاءات المتجهات الحقيقية أو المركبة ) ثم تطبيق إضافيو:XY{\displaystyle f:X\to Y}يفي بـ: [ البرهان 2 ]و(qx)=qو(x) للجميع qسؤال و xX.{\displaystyle f(qx)=qf(x)\quad {\text{ لجميع }}q\in \mathbb {Q} {\text{ و }}x\in X.} بمعنى آخر، كل دالة جمعية متجانسة على الأعداد النسبية . وبالتالي، فإن كل دالة جمعية تربط بين الأعداد الوحدويةسؤال{\displaystyle \mathbb {Q} }-modules هو تشاكل لـسؤال{\displaystyle \mathbb {Q} }-الوحدات النمطية .

على الرغم من كونها متجانسة على مدارسؤال{\displaystyle \mathbb {Q} }كما هو موضح في المقالة المتعلقة بمعادلة كوشي الوظيفية ، حتى عندماX=Y=R{\displaystyle X=Y=\mathbb {R} }ومع ذلك ، لا يزال من الممكن للدالة الجمعيةو:RR{\displaystyle f:\mathbb {R} \to \mathbb {R} }أن تكون غير متجانسة على الأعداد الحقيقية ؛ بعبارة أخرى، توجد دوال جمعيةو:RR{\displaystyle f:\mathbb {R} \to \mathbb {R} }التي ليست على شكلو(x)=s0x{\displaystyle f(x)=s_{0}x}لبعض الثوابتs0R{\displaystyle s_{0}\in \mathbb {R} }. على وجه الخصوص، توجد خرائط جمعية ليست خرائط خطية بالنسبة لبنية حلقة موجودة للمجال المقابل .

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ليزلي هوغبن (2013)، دليل الجبر الخطي (  الطبعة الثالثة)، مطبعة سي آر سي، ص  30-38، رقم ISBN 9781498785600
  2. ن. بورباكي (1989)، الجبر، الفصول 1-3 ، سبرينغر، ص 243 

البراهين

  1. و(0)=و(0+0)=و(0)+و(0){\displaystyle f(0)=f(0+0)=f(0)+f(0)}لذا إضافة-و(0){\displaystyle -f(0)}يثبت ذلك لكلا الجانبينو(0)=0{\displaystyle f(0)=0}إذاxX{\displaystyle x\in X}ثم0=و(0)=و(x+(-x))=و(x)+و(-x){\displaystyle 0=f(0)=f(x+(-x))=f(x)+f(-x)}لهذا السبب.و(-x)=-و(x){\displaystyle f(-x)=-f(x)}حيث، بحسب التعريف، (-1)و(x):=-و(x){\displaystyle (-1)f(x):=-f(x)}. يُظهر الاستقراء أنه إذانشمال{\displaystyle n\in \mathbb {N} }إذا كانت النتيجة موجبةو(نx)=نو(x){\displaystyle f(nx)=nf(x)}وأن المعكوس الجمعي لـنو(x){\displaystyle nf(x)}هون(-و(x)){\displaystyle n(-f(x))}، مما يعني أنو((-ن)x)=و(ن(-x))=نو(-x)=ن(-و(x))=-(نو(x))=(-ن)و(x){\displaystyle f((-n)x)=f(n(-x))=nf(-x)=n(-f(x))=-(nf(x))=(-n)f(x)}(هذا يدل على أنو(نx)=نو(x){\displaystyle f(nx)=nf(x)}يحتفظ لمدةن<0{\displaystyle n<0}) .{\displaystyle \blacksquare }
  2. دعxX{\displaystyle x\in X}وq=منسؤال{\displaystyle q={\frac {m}{n}}\in \mathbb {Q} }أينم،نZ{\displaystyle m,n\in \mathbb {Z} }ون>0{\displaystyle n>0}. ليكنy:=1نx{\displaystyle y:={\frac {1}{n}}x}ثمنy=ن(1نx)=(ن1ن)x=(1)x=x{\displaystyle ny=n\left({\frac {1}{n}}x\right)=\left(n{\frac {1}{n}}\right)x=(1)x=x}، مما يعنيو(x)=و(نy)=نو(y)=نو(1نx){\displaystyle f(x)=f(ny)=nf(y)=nf\left({\frac {1}{n}}x\right)}بحيث بضرب كلا الطرفين في1ن{\displaystyle {\frac {1}{n}}}يثبت ذلكو(1نx)=1نو(x){\displaystyle f\left({\frac {1}{n}}x\right)={\frac {1}{n}}f(x)}وبالتالي ،و(qx)=و(منx)=مو(1نx)=م(1نو(x))=qو(x){\displaystyle f(qx)=f\left({\frac {m}{n}}x\right)=mf\left({\frac {1}{n}}x\right)=m\left({\frac {1}{n}}f(x)\right)=qf(x)} .{\displaystyle \blacksquare }

مراجع