كتب جبر مجرد
اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
الجبر المجرد (معلومة)
المقالات الرئيسية: الحبر المجرد و الهيكلة الجبرية
الجبر المجرد يستمد المبادئ المشابهة في الجبر الابتدائي والجبر الحسابي للارقام لمفاهيم أكثر عموماً. هنا قائمة من المفاهيم الاساسية المدرجة في الجبر المجرد.
المجموعات: بدلاً من مجرد التعامل مع انواع مختلفة من الأرقام، الجبر المجرد يتعامل مع مفاهيم أكثر عموميةً من المجموعات: مجموعة من كل المكونات (تسمى العناصر) المحددة بخاصية معينة للمجموعة. كافة المجموعات من الانواع المتشابهة من ارقام هي مجموعة. أمثلة أخرى على مجموعات كمجموعة المصفوفات المعكوسة (2*2)، كافة المجموعات متعددة الحدود من الدرجة الثانية ( ax2+bx+c), المجموعة المكونة من عوامل ثنائية الأبعاد في المستوى، ومختلف المجموعات المحدودة مثل المجموعات الدورية، وهي من مجموعة الاعداد الصحيحة النمطية ن . نظرية المجموعات هي فرع من المنطق وليست فرعا من الجبر فعليا.
العمليات الثنائية: يستخرج مفهوم الجمع (+) لإعطاء عملية ثنائية، يقال عنها ∗. لا معنى لمفهوم العملية الثنائية دون المجموعة التي يتم بها تعريف العملية للعنصرين أ وب في المجموعة س. أ ∗ ب تعتبر عنصر آخر في المجموعة: تدعى هذه الحالة الإغلاق. يمكن أن تكون كلا من عملية الجمع (+) والطرح (-) والضرب (×) والقسمة (÷) عمليات ثنائية عندما تعرف في مجموعات مختلفة كما في جمع وضرب المصفوفات، المتجهات ومتعددة الحدود.
العناصر المحايدة: تستخرج الأرقام صفر وواحد لإعطاء مفهوم العنصر المحايد للعملية. الصفر هو العنصر المحايد لعملية الجمع والواحد هو العنصر المحايد لعملية الضرب. لعملية ثنائية عامة ∗ العنصر المحايد يجب أن يحقق المعادلة التالية: أ ∗ ي = أ . و ي ∗ أ = أ. وهذا ينطبق أيضا على الجمع كما في المثال التالي: أ + 0 و 0 + أ = أ وفي حالة الضرب أ × 1 = أ، و 1 × أ = أ. ليس لكل المجموعات وتركيبات العملية عنصر محايد: على سبيل المثال، مجموعة الأعداد الطبيعية الموجبة (3,2,1، ...) ليس لها عنصر محايد للجمع.
العناصر العكسية: الأرقام السالبة تنشأ التزاماً لمفهوم العناصر العكسية. ففي حالة الجمع، يكون معكوس العدد (أ)، (-أ). أما في حالة الضرب فيُكتب المعكوس (أ−1). العنصر المعكوس على الناحيتين العامة أ−1 يحقق الخاصية التالية: أ×أ−1 = 1 و أ−1×أ = 1.
العملية التجميعية: يحتوي جمع الأعداد الصحيحة على خاصية تسمى الخاصية التجميعية. بمعنى تجميع الأرقام داخل اقواس لتجمع لا تؤثر على حاصل الجمع. على سبيل المثال: (2+3)+4 = 2+(3+4) . بشكل عام يصبح القانون (أ × ب)×ج = أ×(ب×ج). يشترك في هذه الخاصية معظم العمليات الثنائية، ماعدا الطرح اوالقسمة أو ضرب الأوكتونيون.
العملية التبديلية: كلا من جمع وضرب الأعداد الحقيقة يعتبر عملية تبديلية. بمعنى ترتيب الأرقام في العملية لايؤثر على النتيجة. على سبيل المثال، 2+3 = 3+2 . بشكل عام هذا يصبح القانون: أ×ب = ب× أ. هذه الخاصية لاتنطبق لجميع العمليات الثنائية. على سبيل المثال، ضرب المصفوفات و الضرب المركب المتعدد كلهما عمليات غير تبادلية.
مجموعات
المقال الرئيسي: زمرة (رياضيات)
انظر أيضا: نظرية الزمر
تجميع المفاهيم العلوية تعطي واحدة من أهم القواعد في الرياضيات وهي:المجموعة. وتعرف المجموعة بأنها مجموعة ( ع ) مزودة بعملية ثنائية واحدة (أ)، يمكن تعريفها بأي طريقة مختارة، ولكن مع الخصائص والشروط التالية:
- وجود هوية العنصر، حيث أن كل عضو (أ) ينتمي إلى المجموعة (س) فان حاصل ضرب العضو (أ) في أي عنصر في E وحاصل ضرب E في A يكونان متطابقة
- كل عنصر لديه معكوس: لكل عضو أ ينتمي إلى المجموعة (س) وجود عضو أ−1 بحيث حاصل الضرب العضو بمعكوسه أ × أ−1 أو أ−1 × أ فالنتيجة مطابقة للعنصر . ==
- خاصية العملية الترابطية: إذا أ وب و ج هي أعضاء للمجموعة S، فإن العمليتين التاليتين مطابقتين لبعضهما البعض: (أ×ب)×ج = أ×(ب×ج).
و إذا هي مجموعة تبادلية تطبيق عملية على عضوين أ وب ينتمون للمجموعة س فإن أ×ب = ب×أ ويطلق على المجموعة في هذه الحالة بأنها زمرة أبيلية .
على سبيل المثال، مجموعة الأعداد الصحيحة في إطار عملية الجمع هي مجموعة. في هذه المجموعة، العنصر المحايد هو الصفر ومعكوس أي عنصر أ لهو نقيض العنصر -أ. إذاً، تم استيفاء شرط الترابطيات، وذلك لأن لأي أعداد صحيحة أ، ب، ج، (أ+ب)+ج = أ+(ب + ج)
الأرقام غير صفرية النسبية تشيل مجموعة تحت عملية الضرب. العنصر المحايد هو 1، حيث أن 1×أ = أ×1 لأي عدد نسبي. القيمة العكسية للعدد النسبي 1/أ هي حيث أن أ×1/أ = 1
لا تشكل الأعداد الصحيحة تحت عملية الضرب مجموعة. لان مقلوب العدد الصحيح لايكون عدد صحيح. على سبيل المثال، العدد الصحيح هو 4 لكن مقلوب العدد 4 يكون 14 وهو ليس عدد صحيح.
تدرس نظرية المجموعات في نظرية الزمر. يعد تصنيف الزمر المنتهية البسيطة النتيجة الرئيسية في هذه النظرية، نشر معظمها بين عامي 1955 و 1983، والتي بدورها تقسم المجموعات المنتهية البسيطة إلى ما يقارب من 30 نوع أساسي.
تعد انصاف المجموعات المجموعات و اشباه المجموعات والمونويد هياكل جبرية مماثلة للمجموعات، ولكنهم أكثر عمومية. ويشتملون على مجموعة وعملية ثنائية مغلقة، ولكنهم لا يحققون الشروط الأخرى بالضرورة. تحتوي نصف المجموعة على عملية ثنائية ترابطية. ولكن قد لايكون لها عنصر محايد. تعد المونويد نصف مجموعة تحتوي على عنصر محايد ولكن قد لايكون لها معكوس لكل عنصر. تحقق شبه المجموعة المتطلب الدال على امكانية أي عنصر للتحول إلى أي عنصر آخر إما من خلال ضرب اليسار أو ضرب اليمين، ولكن في أي حالة العملية الثنائية قد لاتكون ترابطية.
تعد كل المجموعات مونويد ، وتعد كل المونويد انصاف مجموعات.
الحلقات والحقول
المقالات الرئيسية: حلقة (رياضيات) و حقل رياضي
راجع أيضا: نظرية الحلقات و حقل رياضي
تمتلك المجموعات عملية ثنائية واحدة فقط. لشرح كامل عن سلوك الأنواع المختلفة من الأرقام والهياكل الرياضية بعاملين التي تحتاج إلى دراسة. وتعد اهمها الحلقات والحقول الرياضية.
تملكالحلقة الرياضية عاملين ثنائين (+) و (×)، مع الاخذ بالإعتبار بان × توزيعي أكثر من +. وفقا للعامل الأول (+) يشكل مجموعة تبادلية. و وفقا للعامل الثاني (×) يكون تجميعي، ولكنه لا يحتاج إلى عنصر محايد أو معكوس، لذالك القسمة غير مطلوبة. يكتب العنصر المحايد الجمعي (+) 0 و المعكوس الجمعي من أ يكتب -أ.
التوزيع ( يعمم قانون توزيع الأرقام، ويحدد الترتيب الذي ينبغي ان يُطبق على العوامل (تسمى الأولية). للأعداد الصحيحة (أ + ب) × جـ =أ × جـ + ب × جـ أيضا جـ × ( أ + ب) = جـ × أ + جـ × ب، ويسمى ذلك بتوزيع عملية الضرب × على الجمع +.
الاعداد الصحيحة عبارة مثال لحلقة . للأعداد الصحيحة خصائص اضافية تجعلها من مجال لا يتجزأ.
الحقل عبارة عن حلقة مع خاصية اضافية حيث جميع العناصر - عدا الصفر - تشكل الزمرة التبادلية -أو الابيلية- تحت ×. يتم كتابة المضاعف (×) كـ 1 و معكوس المضاعف يكتب −1أ .
الاعداد المنطقية، الاعداد الحقيقية والاعداد المركبة هي امثلة لحقول.
