مجموعة n -ary

في الرياضيات ، وتحديدًا في الجبر الشامل ، يُعد مفهوم المجموعة من الرتبة n (وتُسمى أيضًا المجموعة متعددة الحدود ، [ 1 ] أو المجموعة n ، أو المجموعة متعددة العناصر ) تعميمًا لمفهوم المجموعة ليشمل مجموعة G ذات عملية من الرتبة n بدلًا من عملية ثنائية . [ 2 ] ويُقصد بالعملية من الرتبة n أي دالة f : G n → G من القوة الديكارتية n للمجموعة G إلى G. تُعرَّف بديهيات المجموعة من الرتبة n بحيث تُختزل إلى بديهيات المجموعة عندما n = 2. أُنجزت أولى الدراسات حول هذه البنى عام 1904 على يد كاسنر، وعام 1928 على يد دورنتي؛ [ 3 ] وقُدِّم أول عرض منهجي لما كان يُسمى آنذاك بالمجموعات متعددة الحدود عام 1940 على يد إميل ليون بوست في ورقة بحثية شهيرة من 143 صفحة نُشرت في معاملات الجمعية الرياضية الأمريكية . [ 4 ]

البديهيات

الترابط

أسهل بديهية للتعميم هي قانون التجميع. التجميع الثلاثي هو متطابقة كثير الحدود ( abc ) de = a ( bcd ) e = ab ( cde ) ، أي تساوي الأقواس الثلاثة الممكنة للسلسلة abcde التي تحتوي على أي ثلاثة رموز متتالية. (يُفهم هنا أن المعادلات صحيحة لجميع اختيارات العناصر a ، b ، c ، d ، e في G ). بشكل عام، التجميع من الرتبة n هو تساوي الأقواس n الممكنة لسلسلة تتكون من n + ( n - 1) = 2n - 1 رمزًا مختلفًا مع أي n رمزًا متتاليًا. تُسمى المجموعة G المغلقة تحت عملية تجميعية من الرتبة n شبه زمرة من الرتبة n . تُسمى المجموعة G المغلقة تحت أي عملية من الرتبة n (ليست بالضرورة تجميعية) زمرة جزئية من الرتبة n .

المعكوسات / الحلول الفريدة

يُعمَّم مبدأ المعكوس كما يلي: في حالة العمليات الثنائية، يعني وجود معكوس أن للمعادلة ax = b حلاً وحيداً لـ x ، وكذلك للمعادلة xa = b حلاً وحيداً. في الحالة الثلاثية، نُعمِّم هذا المبدأ ليشمل abx = c و axb = c و xab = c ، حيث لكل منها حل وحيد. أما في حالة العمليات من الرتبة n ، فيُتبع نمط مماثل لوجود حلول وحيدة، فنحصل على شبه زمرة من الرتبة n .

تعريف المجموعة من الرتبة n

المجموعة من الرتبة n هي شبه مجموعة من الرتبة n وهي أيضًا شبه مجموعة من الرتبة n .

بنية المجموعات من النوع n

قدّم بوست نظرية هيكلية لمجموعة من الرتبة n بدلالة مجموعة مرتبطة بها. [ 4 ] : ​​245-246

عناصر الهوية / العناصر المحايدة

في حالة الزمر الثنائية ، قد يكون هناك عنصر محايد واحد أو لا شيء: فالمجموعة الفارغة هي زمرة ثنائية، لأنها شبه زمرة وشبه زمرة في آن واحد، وكل زمرة ثنائية مأهولة هي زمرة. أما في الزمر من الرتبة حيث n ≥ 3، فقد يكون هناك عنصر محايد واحد أو أكثر.

تُسمى الزمرة الجزئية من الرتبة n (G, f) حيث f = (x₁ ◦ x₂ ◦ ⋯ ◦ xₙ)، حيث (G, ◦) زمرة، زمرةً قابلةً للاختزال أو مشتقةً من الزمرة ( G , ) . في عام 1928 ، نشر دورنتي [ 3 ] أولى النتائج الرئيسية : الزمرة الجزئية من الرتبة n القابلة للاختزال هي زمرة من الرتبة n ، ولكن لكل n > 2 توجد زمر من الرتبة n غير قابلة للاختزال. في بعض الزمر من الرتبة n ، يوجد عنصر e (يُسمى عنصرًا محايدًا أو عنصرًا محايدًا من الرتبة n ) بحيث تُقابل أي سلسلة من n عنصرًا تتكون من جميع عناصر e ، باستثناء عنصر واحد، العنصر الموجود في ذلك العنصر. على سبيل المثال، في زمرة رباعية عنصرها المحايد e ، يكون eeae = a لكل a .       

الزمرة من الرتبة n التي تحتوي على عنصر محايد قابلة للاختزال. وبالتالي، فإن الزمرة من الرتبة n غير القابلة للاختزال لا تحتوي على مثل هذه العناصر. توجد زمر من الرتبة n تحتوي على أكثر من عنصر محايد واحد. إذا كانت مجموعة جميع العناصر المحايدة في زمرة من الرتبة n غير فارغة، فإنها تُشكّل زمرة جزئية من الرتبة n . [ 5 ]

يُدرج بعض المؤلفين عنصرًا محايدًا في تعريف المجموعة من الرتبة ولكن كما ذُكر سابقًا، فإن هذه العمليات من الرتبة n هي مجرد عمليات ثنائية مُكررة. لا تحتوي المجموعات التي تتضمن عمليات من الرتبة n جوهريًا على عنصر محايد . [ 6 ]

بديهيات أضعف

إن بديهيات التجميع والحلول الفريدة في تعريف الزمرة من الرتبة n أقوى مما ينبغي. فبافتراض التجميع في الزمر من الرتبة n ، يكفي افتراض وجود حل للمعادلات التي يكون فيها المجهول في بداية السلسلة أو نهايتها، أو في أي مكان آخر غير النهايات؛ على سبيل المثال، في حالة الزمرة من الرتبة 6 ، xabcde  = f و abcdex = f ، أو تعبير مثل abxcde = f . عندئذٍ يمكن إثبات أن للمعادلة حلاً وحيداً لـ x في أي مكان في السلسلة. [ 4 ] كما يمكن صياغة بديهية التجميع بصيغة أضعف. [ 2 ] : 17     

مثال

فيما يلي مثال على مجموعة ثلاثية العناصر، وهي واحدة من أربع مجموعات من هذا النوع [ 7 ]

أأأ=أأأب=بأأج=جأبأ=جأبب=أأبج=بأجأ=بأجب=جأجج=أبأأ=ببأب=جبأج=أببأ=أببب=بببج=جبجأ=جبجب=أبجج=بجأأ=ججأب=أجأج=بجبأ=بجبب=ججبج=أججأ=أججب=بججج=ج{\displaystyle {\begin{matrix}aaa=a&aab=b&aac=c&aba=c&abb=a&abc=b&aca=b&acb=c&acc=a\\baa=b&bab=c&bac=a&bba=a&bbb=b&bbc=c&bca=c&bcb=a&bcc=b\\caa=c&cab=a&cac=b&cba=b&cbb=c&cbc=a&cca=a&ccb=b&ccc=c\end{matrix}}}

المجموعة ( ن ، م )

يمكن تعميم مفهوم المجموعة من الرتبة n ليشمل المجموعة ( n , m ) ، والمعروفة أيضًا بالمجموعة المتجهة ، وهي مجموعة G تحتوي على دالة f : G nG m حيث n > m ، وتخضع لنفس البديهيات الخاصة بالمجموعة من الرتبة باستثناء أن نتيجة الدالة هي كلمة مكونة من m حرفًا بدلًا من حرف واحد. لذا، فإن المجموعة ( n ,1) هي مجموعة من الرتبة n . وقد قدم جي. شوبونا مفهوم المجموعات ( n , m ) عام 1983. [ 8 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. دوديك، فيسلاو (22 مارس 2024). المجموعات متعددة الروابط . doi : 10.1201/9781032703541 . ISBN 9781032703541.
  2. 1 2 دوديك، دبليو إيه (2001). "حول بعض المشاكل القديمة والجديدة في المجموعات من الرتبة n " (ملف PDF) . شبه المجموعات والأنظمة ذات الصلة . 8 : 15-36 .
  3. 1 2 دورنتي، دبليو (1928). "Unter suchungen über einen verallgemeinerten Gruppenbegriff". الرياضيات Zeitschrift . 29 : 1– 19. دوى : 10.1007/BF01180515 .
  4. 1 2 3 بوست، إميل ل. (1940). "المجموعات متعددة الحدود" . معاملات الجمعية الرياضية الأمريكية . 48 (2): 208-350 . doi : 10.1090/S0002-9947-1940-0002894-7 . ISSN 1088-6850 . 
  5. ^ دوديك ، فيسلاف أ. (2007). “ملاحظات على نتائج Głazek على مجموعات n -ary”. المناقشات الرياضيات. الجبر العام والتطبيقات . 27 (2): 199– 233. أرخايف : 0704.2749 . دوى : 10.7151/dmgaa.1127 .
  6. دوديك، فيسواف أ.؛ غلازيك، كازيميرز (2008). "حول نظرية هوسزو-غلوسكين للمجموعات من الرتبة n ". الرياضيات المتقطعة . 308 (21): 486-4876 . arXiv : math/0510185v1 . doi : 10.1016/j.disc.2007.09.005 .
  7. باربر، ديف (21 مايو 2019). "بعض الزمر الثلاثية شبه التجميعية الكاملة" . الزمر الثلاثية شبه التجميعية . تم الاسترجاع في 28 يونيو 2024 .
  8. أوشان، ج. (2000). "حول مجموعات (ن، م)" (ملف PDF) . مجلة الرياضيات المورافية .

للمزيد من القراءة

  • SA Rusakov: بعض تطبيقات نظرية المجموعة n-ary، (بالروسية)، Belaruskaya navuka، مينسك 1998.