逆元素

更新时间:2024-02-05 09:32

逆元素,是指一个可以取消另一给定元素运算的元素,在数学里,逆元素广义化了加法中的加法逆元乘法中的倒数

基本概念

一个存在单位元素e的代数系统,如果对S内的元素a存在,使得,则称为a对运算“”的左逆元素,亦称左逆元。

一个存在单位元素e的代数系统,如果对S内的元素a存在,使得,则称为a对运算“”的右逆元素,亦称右逆元。

这里的左逆元和右逆元是针对给定运算的某个元素而言的。我们说某个元素有没有逆元素,而不能说某个代数系统有没有逆元素。另外还需要说明:

(1)一个元素可以没有左逆元和右逆元;

(2)一个元素可以只有左逆元;

(3)一个元素可以只有右逆元;

(4)一个元素可以既有左逆元,又有右逆元。

例题解析

例1对于集合以及该集合上的二元运算xy=lcm(x,y)。即求x和y的最小公倍数,指出该运算的性质,并求出它的单位元零元和所有可逆元素的逆元。

解 根据定义可求得:

(1)运算可交换、可结合。

(2),1为单位元。

(3)不存在零元。

(4)只有1有逆元,是它自己,其他正整数无逆元。

例2 定义实数集R上的二元运算:,R中的元素对运算都存在逆元素吗?

解 首先要考虑它是否存在单位元素。

若是左单位元,则对任意r∈R,应有,于是,。由于是任意的,只有。因此,0是运算的左单位元素。同理可证明,0也是运算的右单位元素,故该运算存在单位元素0。

那么R中的元素是否都有逆元素呢?我们设s是r的左逆元,则应有

于是,即,。

同理,可求得的右逆元也为。

因此,只要,R中任意元素均有逆元,其逆元是。例如,5的逆元是,可以验证。

其它相关

左右逆元素相等且唯一的条件是:

1)运算有单位元素;

2)元素a的左右逆元素都存在;

3)满足结合律

通过以上分析,我们得出如下定理:

定理1 设为S上可结合的二元运算,e为该运算的单位元,对于x∈S,如果存在左逆元和右逆元,则有

且y是x的唯一的逆元。

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