Какие арифметические действия обладают свойством коммутативности

Какие арифметические действия обладают свойством коммутативности thumbnail

Основными свойствами бинарных алгебраических операций являются:

Коммутативность (переместительность)
Свойство бинарной алгебраической операции $ circ ,$ при котором выполняется условие: $ forall x,y in mathbb{P}: $ $ (xcirc y)=(ycirc x) ,$ где $ mathbb{P} $ — некоторое рассматриваемое множество.
Ассоциативность (сочетательность)
Свойство бинарной алгебраической операции $ circ ,$ при котором выполняется условие: $ forall x,y,z in mathbb{P}: $ $ (xcirc y)circ z=ycirc (xcirc z) ,$ где $ mathbb{P} $ — некоторое рассматриваемое множество.
Дистрибутивность (распределительный закон)
Свойство согласованности некоторых двух рассматриваемых алгебраических операций $ oplus $ и $ otimes $ на одном и том же некотором рассматриваемом множестве $ mathbb{P} ,$ при котором выполняется условие левой: $ forall x,y,z in mathbb{P}: $ $ xotimes (yoplus z) $ $ =(xotimes y)oplus(xotimes z) $; и/или правой: $ (yoplus z) otimes x $ $ =(yotimes x)oplus(zotimes x) $ дистрибутивности.

Примеры

  1. Проверить коммутативность умножения матриц над полем вещественных чисел.

    Спойлер

    Умножение матриц
    Пусть $ small A in mathbb{M} _{m times p} ,B in mathbb{M} _{p times n}: $ $ small C=Atimes B; C in mathbb{M} _{mtimes n} Rightarrow $ $ small c_{ij}= underset{k=1} {overset{p} {sum}}a_{ik}b_{kj} .$ Очевидно, что для выполнения операции умножения, количество столбцов первой матрицы должно совпадать с количеством строк второй, следовательно, мы доказали, что коммутативность не выполняется для всех матриц, однако всё ещё может выполнятся для квадратных матриц. Проверим это: выполнение коммутативности для матриц будет выглядеть, как $ smallforall A,B in mathbb{M}_{n} Atimes B overset{?}{=} Btimes A,$ если рассматривать результирующую матрицу поэлементно, то это можно интерпретировать, как $ small underset{k=1} {overset{m} {sum }}a_{ik}b_{kj}overset {?}{=} underset{k=1}{ overset{m}{sum}}b_{ik}a_{kj},$ то есть в первой сумме мы перемножаем строку первой матрицы на столбец второй, а во второй строку второй матрицы на столбец первой. Ясно, что результаты таких действий будут равны тогда и только тогда, когда обе матрицы будут симметрическими (то есть будут совпадать с собой транспонированными $ small A^{T}=A$). Следовательно, коммутативность не выполняется даже для квадратных матриц.

    [свернуть]

  2. Доказать, что если ассоциативность выполняется для трёх элементов множества, то способ расстановки скобок не влияет на результат при любом количестве операндов, то есть если:
    $ forall x,y,z in mathbb{P}: $ $ (xcirc y)circ z=ycirc (xcirc z) ,$ то в выражении $ a _{1} circ a _{2} circ … circ a _{n-1} circ a _{n}, ,a_{i} in mathbb{P} i=overline{1,n} $ результат не зависит от того, как мы расставим скобки.

    Спойлер

    Докажем это утверждение математической индукцией по количеству операндов.
    База индукции:
    Минимальное количество переменных равно трём, следовательно, из условия имеем: $ small forall ,a_{1}, a_{2}, a_{3} in mathbb{P}: $ $ small ( a_{1}circ a_{2})circ a_{3}= a_{2}circ (a_{1}circ a_{3}) .$ База индукции доказана.
    Предположение индукции:
    $ small forall ,n in mathbb{N}: $результат выражения $ small a _{1} circ a _{2} circ … circ a _{n-1} circ a _{n} ,$ не зависит от порядка расстановки скобок.
    Шаг индукции:
    Пусть предположение индукции справедливо для $ small forall , n in mathbb{N} ,$ докажем, что тогда оно справедливо и для $ small n+1 .$
    Пусть $ small 1leq pleq m< n+1 .$ То есть можно задать справедливое разбиение: $ small a _{1} circ a _{2} circ … circ a _{n-1} circ a _{n} = $ $ small (a _{1} circ a _{2} circ … circ a _{p-1} circ a _{p}) circ $ $ small (a _{p+1} circ … circ a _{m-1} circ a _{m})circ $ $ small (a _{m+1} circ … circ a _{n-1} circ a _{n} circ a _{n+1}) .$ Произведём замену:
    $ small (a _{1} circ a _{2} circ … circ a _{p-1} circ a _{p}) = a $
    $ small (a _{p+1} circ … circ a _{m-1} circ a _{m}) = b $
    $ small (a _{m+1} circ … circ a _{n} circ a _{n+1}) = c $
    По базе индукции имеем $ small (a circ b) circ c = a circ (b circ c ),$ то есть $ small [ (a _{1} circ a _{2} circ … $ $ circ a _{p-1} circ a _{p}) circ $ $ small (a _{p+1} circ … $ $ circ a _{m-1} circ a _{m}) ] circ $ $ small (a _{m+1} circ … $ $ circ a _{n-1} circ a _{n} circ a _{n+1})=$ $ small (a _{1} circ a _{2} circ … $ $ circ a _{p-1} circ a _{p}) circ $ $ small [ (a _{p+1} circ … $ $ circ a _{m-1} circ a _{m}) circ $ $ small (a _{m+1} circ … $ $ circ a _{n-1} circ a _{n} circ a _{n+1}) ].$
    В силу свободы выбора $ small p, m,$ и свободы количества замен такого рода теорема доказана.

    [свернуть]

  3. Проверить дистрибутивность сложения матриц над полем вещественных чисел относительно умножения.

    Спойлер

    Пусть $ A in mathbb{M} _{mtimes n}; B,C in mathbb{M} _{ntimes m},$ докажем, что $ Acdot (B+C)=Acdot B+Acdot C.$ Заметим, что $ A=left | a_{ij} right |,$ $ B=left | b_{ji} right |,$ $ C=left | c_{ji} right |,$ $ i=overline{1,m},$ $ j =overline{1,n}$, тогда $ Acdot (B+C)=$ $ left | a_{ij} right |cdot (left | b_{ji} right | + left | c_{ji} right |)=$ $ left | a_{ij} right |cdot (left | b_{ji} + c_{ji} right |) = $ $ left | underset{i=1}{ overset{m}{sum}} a_{ij} cdot (b_{ji} + c_{ji})right | = $ $ left | underset{i=1}{ overset{m}{sum}} a_{ij} cdot b_{ji} + underset{i=1}{ overset{m}{sum}} a_{ij} cdot c_{ji}right |=$ $ left | underset{i=1}{ overset{m}{sum}} a_{ij} cdot b_{ji} right | + left | underset{i=1}{ overset{m}{sum}} a_{ij} cdot c_{ji}right | = $ $ Acdot B+Acdot C.$
    Правая дистрибутивность доказывается аналогично.

    [свернуть]

Источники:

  • В. В. Воеводин «Линейная алгебра» Издание 2, 1980 года, стр. 9-13
  • А. И. Кострыкин «Введение в алгебру. Основы алгебры», 1994 года, стр. 155-160
  • А. Г. Курош «Курс высшей алгебры» издание 9, 1968 года, стр. 147-161
  • Белозеров Г.С. Конспект лекций
Читайте также:  У какого вещества кислотные свойства выражены сильнее

Таблица лучших: Основные свойства бинарных алгебраических операций.

максимум из 30 баллов

МестоИмяЗаписаноБаллыРезультат
Таблица загружается

Навигация по записям

Источник

    Если читателю интересно, он может проверить, как из приведенных выше соображений можно вывести наиболее удивительные свойства Л+-функций суперпозиция обладает теми же свойствами, что и объединение, и, следовательно, коммутативна и идемпотентна. [c.251]

    Операция умножения матрицы не обладает свойством коммутативности. Это значит, что результат умножения матрицы Ашг В слева или справа (т. е. С = АВ или С = ВА), вообще говоря, различен. [c.234]

    При соблюдении размерностей перемножаемых матриц операция умножения обладает следующими свойствами умножение матриц ассоциативно (АВ) С = Л (ВС)-, умножение матриц дистрибутивно А — — В) С = АС + ВС единичная матрица коммутативна (перестановочная) с любой квадратной матрицей того же порядка, т. е. АЕ = ЕА = А нри перемножении квадратных матриц определитель матрицы произведения равен произведению определителей матриц сомножителей. Например, если и jB—квадратные матрицы порядка п, то [c.234]

    Операторы Д и с) обладают свойствами коммутативности, т, е. 5 (Aa»)—A (ддг). Действительно, [c.104]

    Из этих примеров следует, что операторы классов К/ обладают важным свойством коммутативности  [c.195]

    Множество неособенных матриц и-го порядка образует группу, если в качестве групповой операции взять правило умножения матриц. Нейтральным элементом будет единичная матрица, обратным — обратная матрица. Так как в общем случае умножение матриц свойством коммутативности не обладает, эта группа не является абелевой. [c.120]

    Коммутативность А [j В = В [ ] А, А В = В А. Данные свойства с очевидностью вытекают из приведенных определений операций над нечеткими множествами. [c.33]

    Свертка, как и произведение, обладает свойством коммутативности fx fi — /2 fx или [c.40]

    В общем случае произведение элементов группы не обладает свойством коммутативности. Это означает, что результат последовательного применения операций симметрии зависит от того порядка, в котором они применяются. На рис. 4-3 показан пример с молекулой аммиака, принадлежащей к точечной группе Результат различается в зависимости от того, применяется ли сначала операция С , а затем а» или же, наоборот. Произведение операции идентичности с любым элементом группы обладает свойством коммутативности по определению. Так, например, [c.183]

    Точечная группа необычна в том отношении, что все возможные произведения ее элементов обладают свойством коммутативности. Так, на рис. 4-2, а мы могли бы получить тот же самый результат, сначала применив отражение а , а уже потом поворот второго порядка. [c.183]

    Свойства коммутативности и аддитивности означают, что  [c.91]

    Графический анализ для трех- и четырехкомпонентных смесей позволяет легко установить, что сформулированное выще для зеотропных смесей (см. разд. 6) свойство коммутативности и аддитивности при четком разделении не всегда выполняется в случае азеотропных смесей. [c.109]

    Свойство коммутативности и аддитивности означает, в частности, следующее  [c.109]

    Если указанные точки не связаны между собой непосредственно, то свойство коммутативности и аддитивности не выполняется, если же они связаны непосредственно, но связывающие их с-линии криволинейны, то это свойство выполняется только приближенно. [c.110]

    Второй пример — произведения матрицы-строки и матрицы-столбца — иллюстрирует отсутствие свойства коммутативности  [c.168]

    Четыре продуктовых симплекса попарно пересекаются, так что каждой зоне ректификации соответствуют два продуктовых симплекса. Покажем, что в пределах продуктового симплекса свойство аддитивности и коммутативности соблюдается. [c.121]

    В отношении свойства аддитивности и коммутативности схем разделения продуктовый симплекс эквивалентен зеотропной смеси. При переборе вариантов по ключевым особым точкам необходимо только предварительно исключить варианты, не удовлетворяющие условиям для размерностей продуктовых точек. Примерами продуктовых симплексов для четырехкомпонентных смесей могут служить симплексы 12—1—3—4, 1—3— 23—24, 1—3—4—24, 12—3—23—24 для структуры, изображенной на рис. П1-7, и симплексы 12—24—4—3, 12—23—24—3, 12—23—24—3, 12—4—3—1 для структуры, изображенной на рис. П1-5,(3. [c.121]

    В разд. 4.1 мы познакомились с определением коммутирующих операторов. Ниже мы убедимся, что коммутативность двух, операторов отражает важное физическое свойство системы. [c.57]

    Следовательно, если оператор Т обладает всеми свойствами симметрии оператора 6 , оба оператора проявляют свойство коммутативности. [c.115]

Читайте также:  Какие индексы обладают свойствами мультипликативности

    Очевидно, что единичная матрица остается единичной в любом представлении, т. е. всякое представление является ее собственным представлением. Подумайте, как связать этот факт со свойством коммутативности оператора I с другими операторами. Покажите, что если С = А -Ь В, то С п = = Акп + Впп- Для доказательства воспользуйтесь выражением (1.18). [c.32]

    Любой элемент абелевой группы есть класс действительно, из свойства коммутативности АХ = ХА следует равенство А — ХАХ К В неабелевых группах класс может состоять из нескольких элементов. С помощью таблицы умножения (табл. А.1) мы без труда найдем, что группа содержит 5 классов  [c.335]

    Начнем с того, что не только числа можно складывать и умножать на другие числа. Аналогичным свойством обладают векторы, полиномы от одной или нескольких переменных, поля скоростей движущейся жидкости, электромагнитные поля, волновые функции в квантовой механике и множество других совокупностей физических и математических объектов. При этом сумма двух векторов является вектором, а сумма двух электромагнитных полей, конечно, опять представляет собой электромагнитное поле. То же относится и к остальным перечисленным видам величин. Существенно, что какие бы однотипные величины мы ни взяли, их сложение и умножение на число приводят к величине того же типа. Эти два действия подчиняются коммутативному, двум ассоциативным и двум дистрибутивным законам  [c.101]

    Это указывает на возможность использования матричного представления в квантовой механике в таком представлении основные динамические операторы заменяют на динамические матрицы, бра -векторы — на однострочные и кет -векторы — на одностолбцовые матрицы. Такое представление не только возмо но, но оно было одной из форм, в которых первоначально развивалась квантовая механика [представление Гейзенберга). То обстоятельство, что матрицы не подчиняются коммутативному закону умножения и что свойства собственных значений динамических матриц не зависят от представления, которое было использовано для построения матричных элементов, наводит на мысль, что собственные значения таких матриц определяются их правилами коммутации так оно и есть в действительности. Более того, правила коммутации для динамических матриц совпадают с правилами коммутации для соответствующих операторов. Например, матрицы q , [рц соответствующие координатам положения и сопряженным с ними моментам рт, подчиняются таким же правилам коммутации, как и для операторов рт [см. (1.34)], т. е. [c.68]

    В большинстве случаев произведение матриц не обладает свойством коммутативности, но обладает свойствами ассоциативности и дистрибутивности  [c.168]

    Произведение прямой матрицы на обратную обладает свойством коммутативности  [c.169]

    А + В)С=АС + ВС 3°. А(В + С)=АВ + АС Умножение в общем случае не обладает переместительным свойством, т. е. не коммутативно [c.14]

    Совместную реализацию (х,-, х/) переменных X,- и X/, между которыми установлено причинно-следственное отношение, можно рассматривать как состояние ху некоторого сложного фактора X//, представляющего собой объединение факторов Х/ и X/, т. е. Х11 = Х [ Х,-. Объединение факторов соответствует структурной операции, обладающей свойствами идемпотентности, коммутативности и ассоциативности. Такая структурная операция порождает структурное преобразование Су исходного графа С. Граф Оц представляет собой граф О, в котором пара вершин X и X/ заменяется новой вершиной, соответствующей сложному фактору Хг/. При этом локальные степени вершины Хц будут Р / = Р + Р/ 1 и р у = р + Ру — 1. Количество возможных структурных преобразований исходного графа О равно числу его ориентированных ребер (дуг). При этом максимальное число дуг в п-вершинном орграфе С равно I = /2 ( — 1). [c.56]

    Термин автомодельность уже встречался в 13 для описания частных случаев кратных волн, обладающих конической автомодельностью. В более щирокой трактовке, применительно к физическому содержанию решаемых задач, автомодельными принято называть решения, которые получаются путем анализа размерностей всех участвующих величин. С точки зрения теоретико-группового подхода это равносильно использованию допускаемых уравнениями групп растяжений. Однако свойство некоторой группы преобразований быть группой растяжений зависит от выбора системы координат в пространстве основных переменных. На самом деле единственным инвариантным характеристическим свойством групп растяжений является то, что они абелевы (коммутативны). Поэтому рационально использовать термин автомодельный применительно к любым решениям, инвариантным относительно абелевых подгрупп основной группы. При этом представление рещения в той системе координат, в которой группа является группой растяжений, удобно называть автомодельным в узком смысле. [c.197]

    Я ) строится оснащение (1.4) с требуемыми свойствами 1, 2 при помощи конструкций, близких к описанным в теореме 3.9 гл. 3 (с использованием пространства iO (IR»), при этом, разумеется, нужно требовать V ф Яо слабую непрерывность функции IR» Э л — Л g б Яо). Таким образом, в этом случае теорема 1.2 переходит в обычную теорему Стоуна требования, связанные с оснащением, выполняются автоматически. Аналогичная ситуация имеет место, если X — локально компактная сепарабельная коммутативная группа со счетным базисом окрестностей. Однако сейчас выбор требуемого оснащения гораздо более сложный. Он будет произведен в 2, п. 4, сразу для общего случая гиперкомплексной системы с локально компактным базисом.  [c.316]

Читайте также:  Какими свойствами обладают информационные ресурсы

    Обобщение такой г. с., фигурирующее ниже, заключается в переходе от конечного базиса Q к некоторому локально компактному пространству Q. Сейчас в связи с имеющимися примерами уместно с заменить на структурную меру с (а, р, г) (а, Р с Q г Q), а не функцию иа Q X Q X Q. Наиболее полные результаты гармонического анализа получаются в случае коммутативной г. с. с неотрицательной с, напоминающей своими свойствами групповую алгебру локально компактной коммутативной группы G (так называемые нормальные г. с. с базисной единицей о). [c.327]

    В этом параграфе мы введем необходимый класс г. с., установим некоторые их свойства, построим необходимую для дальнейшего теорию обобщенных функций на базисе Q г. с. и затем получим спектральные представления для семейства (Ap)p Q коммутирующих нормальных операторов, реализующего представление (в определенном смысле) г. с. Отметим, что ситуация, когда Q — локально компактная коммутативная группа, охватывается этой схемой. [c.327]

    Как видно из (3.55), семейство А = (Л/) ,, где Лу = ВЦ состоит из самосопряженных коммутирующих операторов. Будем по нему строить разложение Я в прямой интеграл (3.4), беря в качестве т множество X 5 X. .. (для фиксированного неприводимого представления) благодаря ограниченности операторов, фигурирующих в (3.55), трудностей с построением оснащения не будет. Первые два равенства в (3.55) имеют вид (3.11) с должным выбором отображения Р ( ) пространства точек А. = (Яу) в себя. Третье равенство в (3.55) должно быть учтено при описании свойств операторов С ( , ) в коммутативной модели. В результате получим следующее представление. Пусть б = (буу ) , к 1Ы), тогда [c.379]

    Предположим, для простоты, что действие 81- и 8]-объектов друг на друга коммутативно, т.е. т(sj,si)=т(si,sj), поэтому достаточно рассмотреть только Т(5],зО, поскольку Т(81,81) И T(sj,sj) — воздействие объекта на самого себя равно нулю (Т(81,80 = T(Sj,Sj) = 0). Для наглядности примера, предположим, что — положительный электрический заряд (допустим, заряд протона), Sj — отрицательный электрический заряд (допустим, равный заряду электрона). Один электрон (8]-объект) — еще ничего не говорит о свойствах электричества и заряда. Добавление к электрону 81-объекта порождает новое качество [c.25]

    В общем случае «накопление» качественных свойств системы не коммутативно. Наращивание системы новыми компонентами, как и добавление нового символа в уже существующий текст, может перевернуть все предыдущее содержание, а может пройти и незамеченным. В процессе включения в систему каждого нового объекта возможны три типа новых для нее состояний а) незначительные количественные изменения, б) переход в качественно новое устойчивое состояние, в) прекращение существования («взрыв» или «коллапс»). [c.26]

    Заметим, что двукратное полудифференцирование или полу-интегрирование эквивалентны соответствующим однократным операциям первого порядка. При этом операции полудифференцирования и полуинтегрирования, как и целочисленные, являются линейными операциями, обладающими свойствами коммутативности, что позволяет изменять последовательность их выполнения. [c.18]

    Его можно представить также в ином, более удобном для практического применения виде, если учесть, что в (8.39) полупроизводная функции АС(0) равна обычной производной полуинтеграла этой функции. Поскольку линейные по своему характеру операции дифференцирования и интегрирования (как целого, так и дробного порядка) обладают свойством коммутативности, то [c.279]

    Технологические схемы четкого разделения зеотропных смесей без распределяющихся компонентов обладают свойствами коммутативности и аддитивности. Чтобы уяснить эти свойства, рассмотрим два саркапта технологической схемы разделения многокомпонентной зеотропной смеси. При этом достаточно рассмотреть только две колонны для каждого варианта схемы с легкими ключевыми компонентами и /(7(первом варианте схемы колонна с -тым ключевым компонентом расположена непосредственно перед колонной с /-тым ключевым компонентом, а при втором варианте — наоборот. [c.90]

    Сравнение уравнений (41) и (42) показывает, таким образом, что АВ может быть эрмитовским оператором только в том случае, если АВ тождественно ВА. Иными словами, произведение двух эрмитовских операторов является также эрмитовским оператором только в том случае, если они обладают свойством коммутативности. Частным случаем коммутирующих операторов является случай двух идентичных операторов. Отсюда следует, что если А представляет собой эрми-товский оператор, то и АА, т. е. А , также является эрмитовским. [c.47]

    Коммутативность, вообще говоря, нарушается, если время входит в постановку задачи не только в связи с реономностью свойств среды, а, например, и в исходные уравнения или в граничные условия. [c.119]

Статистические методы оптимизации химических процессов (1972) — [

c.168

]

Источник