Algebraische Struktur: Unterschied zwischen den Versionen

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=Definition: Algebraische Struktur (ohne partielle Operationen)=
 
Ein [[Tupel]] <math>\mathcal{A} = (A, o_1, ..., o_m)</math> heißt [[Algebraische Struktur]] (genauer: [[Algebraische Struktur|Algebraische Struktur ohne partielle Operationen]], kurz [[Algebra]]), wenn:
 
* <math>A\,</math> ist eine nichtleere [[Menge]]
* Für alle <math>i \in [1..m]</math> ist <math>o_i\,</math> eine [[Algebraische Operation]], d.h. eine [[Funktion]] <math>o_i: A^{n_i} \rightarrow A\,\,\,(n_i\in \mathbb{N}_0)</math>.
 
=Definition: Algebraische Struktur mit partiellen Operationen=
 
Ein [[Tupel]] <math>\mathcal{A} = (A, o_1, ..., o_m)</math> heißt '''Algebraische Struktur mit partiellen Operationen''', wenn:
 
* <math>A\,</math> ist eine nichtleere [[Menge]].
* Für alle <math>i \in [1..m]</math> ist <math>o_i\,</math> eine (evtl. [[Partielle Funktion|partielle]]) [[Algebraische Operation]], d.h. eine (evtl. partielle) [[Funktion]] <math>o_i: A^{n_i} \rightarrow A\,\,\,(n_i\in \mathbb{N}_0)</math> oder <math>o_i: A^{n_i} \rightarrow_p A\,\,\,(n_i\in \mathbb{N}_0)</math>.
 
=Definition: Algebraische Struktur mit partiellen inneren und äußeren Operationen=
 
Ein [[Tupel]] <math>\mathcal{A} = (A, B, o_1, ..., o_m)</math> heißt '''Algebraische Struktur mit partiellen inneren und äußeren Operationen''', wenn:
 
* <math>A\,</math> und <math>B\,</math> sind zwei nichtleere [[Menge]]n.
* Für alle <math>i \in [1..m]</math> ist <math>o_i\,</math> eine (evtl. [[Partielle Funktion|partielle]]) [[Algebraische Operation]], d.h. eine (evtl. partielle) [[Funktion]] <math>o_i: A^{n_i}, B^{k_i} \rightarrow_p A\,\,\,(n_i, k_i \in \mathbb{N}_0)</math>. Wenn <math>k_i = 0</math> ist, heißt <math>o_i</math> ''innere Operation'', anderenfalls heißt <math>o_i</math> ''äußere Operation''.
 
=Bemerkungen=
Die wesentliche Eigenschaft einer [[algebraische Operation|algebraischen Operation]] ist die [[Abgeschlossenheit]]:
Jede algebraische Operation <math>o_i\,</math> einer [[algebraische Struktur|algebraischen Struktur]] <math>\mathcal{A} = (A, o_1, ..., o_m)</math>
bildet null, ein, zwei oder mehr Elemente der Grundmenge <math>A\,</math> von <math>\mathcal{A}\,</math> wieder auf ein Element dieser Grundmenge ab.
 
[[Quelle::Gellert, Kästner (1979)]] merken an, dass bei der Definition des Begriffs [[Algebraische Struktur]] partielle algebraische Operationen zugelassen sein können.
Aus diesem Grund wurde zuvor zusätzlich der Begriff '''Algebraische Struktur mit partiellen Operationen''' definiert.<ref>{{Quelle|Gellert, Walter; Kästner, Herbert (1979): Lexikon der Mathematik}}</ref>
 
[[Quelle::Asser (1980)]] fordert, dass eine Algebraische Struktur auch [[Konstante]]n (<math>\in A</math>) und [[Relation]]en über <math>A</math>
(d.h. Teilmengen von <math>A^n</math>, wobei <math>n \in  \mathbb{N}</math>) enthalten darf.<ref>{{Quelle|Asser, G. (1980): Grundbegriffe der Mathematik}}</ref>
Dies sind allerdings keine echten Erweiterungen der obigen Definitionen, da Funktionen <math>f: A^0 \rightarrow A</math> als Konstanten aufgefasst werden können und
auch Relationen durch Funktionen
<div class="formula"><math>r: A^n \rightarrow \{a_1, a_2\}\,\,\,(a_1, a_2 \in A, a_1 \neq a_2)</math></div>
oder partielle Funktionen
<div class="formula"><math>r: A^n \rightarrow_p \{a\}\,\,\,(a \in A)</math></div>
nachgebildet werden können.
 
[[Quelle::Meyberg (1980)]] dagegen definiert Algebraische Strukturen allgemeiner. Neben den von ihm so genannten „inneren Verknüpfungen“, d.h. neben denjenigen Funktionen, die Elemente der Grundmenge <math>A</math>
auf Elemente der Grundmenge <math>A</math> abbildden, lässt er auch „äußere Verknüpfungen“ zu. Darunter versteht er Funktionen der Art:
<div class="formula"><math>f: B^m, A^n \rightarrow A\,\,\,(m_i,n_i\in \mathbb{N}_0)</math></div>
Allerdings lässt Meyberg nur zweistellige Funktionen in seiner Definition zu, d.h. bei „inneren Verknüpfungen“ muss <math>n=2</math> gelten und bei äußeren  <math>m=n=2</math>.<ref>{{Quelle|Meyberg, K. (1980): Algebra – Teil 1}}</ref>
 
=Beispiele=
 
* Die [[natürliche Zahl|natürlichen Zahlen]] bilden zusammen mit der Addition und der Multiplikation eine algebraische Struktur:  <math>(\mathbb{N}, +, \cdot)</math>.
* Die [[natürliche Zahl|natürlichen Zahlen]] bilden zusammen mit der Addition, der Subtraktion und der Multiplikation keine [[algebraische Struktur]], sondern nur eine [[algebraische Struktur|algebraische Struktur mit einer partiellen Operation]]:  <math>(\mathbb{N}, +, -, \cdot)</math>, da die Subtraktion ist lediglich eine [[partielle algebraische Operation]] ist.
 
=Verschiedene Typen von algebraischen Strukturen=
 
* [[Magma]]
** [[Halbgruppe]]
*** [[Monoid]]
**** [[Gruppe (Mathematik)|Gruppe]]
***** [[Abelsche Gruppe]] = [[Kommunikative Gruppe]]
** [[Quasigruppe]]
*** [[Loop]]
**** [[Gruppe (Mathematik)|Gruppe]]
***** [[Abelsche Gruppe]] = [[Kommunikative Gruppe]]
* [[Halbring]]
** [[Ring (Mathematik)|Ring]]
*** [[Kommutativer Ring]]
**** [[Körper]]
* [[Verband]]
** [[Modularer Verband]]
*** [[Distributiver Verband]]
**** [[Komplementärer Distributiver Verband]] = [[Boolesche Algebra]]
***** [[Boolesche σ-Algebra]]
**** [[Ereignisalgebra]] = [[Mengenalgebra]]
***** [[σ-Algebra]]
* [[Hyperkomplexes System]] = [[Algebra über einen Ring]] (oft auch nur: [[Algebra]])
** [[Vektorraum]]
* [[Relationale Algebra]]
 
=Quellen=
<references/>
<ol>
<li value="4">{{Quelle|Brockhaus-Enzyklopädie (1986): Band 1 (A-APT)}}</li>
</ol>
 
[[Kategorie:Algebraische Struktur]]
[[Kategorie:Mathematische Definition]]

Aktuelle Version vom 25. April 2019, 15:17 Uhr