Теория групп, "альтернативное" определение операций.

INGELRII · 11/08/11 1135

Такой вопрос возник: можно ли определить на множестве натуральных чисел операции "сложения" и "умножения" так, чтобы они не совпадали со стандартными, но при этом удовлетворяли всем аксиомам (коммутативность, дистрибутивность, ...)? Скажем, мы приняли, что $2+2=5, 2 \times 3=7, 5 \times 3=19$ . Отсюда получаем $7+7=2 \times 3+2 \times 3=(2+2) \times 3=5 \times 3=19$ .

В частности, можно ли так определить эти операции, чтобы любое натуральное число можно было разложить на "множители"? Притом единственным образом? И чтобы при этом количество "простых" чисел было конечно?

bot · 21/12/05 5931 Новосибирск

Да без проблем. Только Вы скорее не о группе говорите, а о кольце или о поле, если речь зашла о двух операциях и законе дистрибутивности. Берём произвольную биекцию $f: \mathbb N\rightarrow \mathbb Z$ и определяем операции $\oplus, \odot$ на $\mathbb N$ следующим образом:

$x\oplus y=f^{-1}(f(x)+f(y)),\, x\odot y=f^{-1}(f(x)\cdot f(y))$

Здесь $+$ и $\cdot$ - это обычные сложение и умножение, но с тем же успехом можно взять и другие. Иначе говоря любую счётную группу (кольцо, поле) можно считать задаанной на множестве натуральных чисел и нейтральные (по сложению и умножению) элементы выбирать как душе угодно.

Вот какую группу (кольцо, поле возьмёте), то и получите после такого переименования.

Upd. В такой постановке здесь не о чем дискутировать, но может быть Вы что-то другое подразумевали, чего я не понял?

INGELRII · 11/08/11 1135

Спасибо! Подискутировать хотелось, собственно, об этом:

INGELRII в сообщении #650878 писал(а):

В частности, можно ли так определить эти операции, чтобы любое натуральное число можно было разложить на "множители"? Притом единственным образом? И чтобы при этом количество "простых" чисел было конечно?

Возникла смутная мысль, что конечность "простых" чисел можно было бы как-то связать с разложением чисел на собственно простые множители. И извлечь отсюда какие-нибудь выгоды.

Но, кстати, если вводить операции Вашим способом, то "простых" чисел тоже будет бесконечно много: все числа вида $f^{-1}(p)$ , где $p$ - простое.

migmit · 10/08/09 599

INGELRII в сообщении #650878 писал(а):

В частности, можно ли так определить эти операции, чтобы любое натуральное число можно было разложить на "множители"? Притом единственным образом? И чтобы при этом количество "простых" чисел было конечно?

И как вы собираетесь разложить "произведение" всех простых "плюс" единица?

Doil-byle · 05/09/11 364 Петербург

Вообще, любая подгруппа $Z$ имеет вид $nZ$ , где $n \in Z_{+}$ . Для доказательства можно рассмотреть уравнение $a+x=b$ с такими различными $a$ и $b$ , чтобы $x$ был не больше каких-либо решений при других коэффициентах. Ну, и далее соображения по поводу класса вычетов по модулю x и доказательство того, что этот класс нулевой. Так что, как-то особо хитро определить операции не получится.

arseniiv · 27/04/09 28128

Doil-byle в сообщении #651080 писал(а):

где $n \in Z_{+}$

Чем же $0Z = \{0\}$ не подгруппа?

Mathusic · 14/08/09 1140

arseniiv в сообщении #651098 писал(а):

Doil-byle в сообщении #651080 писал(а):

где $n \in Z_{+}$

Чем же $0Z = \{0\}$ не подгруппа?

$\mathbb{Z}_{+} = \{ {x\in \mathbb{Z}: x \ge 0} \}$ , не? :roll:

bot · 21/12/05 5931 Новосибирск

Doil-byle в сообщении #651080 писал(а):

Так что, как-то особо хитро определить операции не получится.

Да почему же? Берём совершенно произвольную счётную группу (кольцо, поле) и с помощью указанной выше биекции определяем операции на натуральных числах, эта биекция становится просто изоморфизмом. По сути мы просто переименовываем элементы.

arseniiv · 27/04/09 28128

(Оффтоп)

Mathusic, а я настроился на $\mathbb Z_{0+} = \{x\in\mathbb Z : x\geqslant0\}$ . :-)

Doil-byle · 05/09/11 364 Петербург

arseniiv в сообщении #651098 писал(а):

Doil-byle в сообщении #651080 писал(а):

где $n \in Z_{+}$

Чем же $0Z = \{0\}$ не подгруппа?

Ну, у Бурбаки, например, 0 - положительное число :-)

Хотя, я их теорию множеств не читал. А вообще, $\{0\}$ тоже подходит. Можно, конечно, потребовать существование непустого элемента, но это ни к чему.

-- 28.11.2012, 21:10 --

bot в сообщении #651106 писал(а):

Да почему же? Берём совершенно произвольную счётную группу (кольцо, поле) и с помощью указанной выше биекции определяем операции на натуральных числах, эта биекция становится просто изоморфизмом. По сути мы просто переименовываем элементы.

В самом деле, например, с биекцией $2n \rightarrow n,$ $2n+1 \rightarrow -n,$ $n \in N_{0}$ получилось, если я не общитался, $7+4=10,$ $7+5=25$ . Но это та же самая группа, так что ждать каких-то чудес типа конечности простых чисел, или ещё чего такого не приходится. Но это я у же не Вам говорю, а прежде всего INGELRII.