《离散数学习题解第二部分(代数系统).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《离散数学习题解第二部分(代数系统).doc(48页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、离散数学习题解第二部分代数系统习题四 第四章代数系统1设I为整数集合。判断下面的二元关系是否是I上的二元运算a)+=(x,y),z|x,y,zI且z=x+yb)=(x,y),z)|x,y,zI且z=xyc)=(x,y),z)|x,y,zI且z=xyd)/=(x,y),z)|x,y,zI且z=x/ye)R=(x,y),z)|x,y,zI且z=xyf)=(x,y),z)|x,y,zI且z= g)min = (x,y),z)|x,y,zI且z=max(x,y)h)min = (x,y),z)|x,y,zI且z=min(x,y)i)GCD = (x,y),z)|x,y,zI且z= GCD(x,y)j)
2、LCM=(x,y),z)|x,y,zI且z= LCM(x,y)解 a)是。由于两个整数之和仍为整数,且结果唯一,故知+:I2I是I上的一个二元运算。 b)是。由于两个整数之差仍为整数,且结果唯一,故知一:I2I是I上的一个二元运算。 c)是。由于两个整数这积仍为整数,且结果唯一,故知x:I2I是I上的一个二元运算。 d)不是:例如若x=5,y=6,则z=x/y=5/6I;当y=0时z=x|y=x/0无定义。 e)不是。例如若x=2,y= -2,则z=xy=2 2=;若x=y=0,则z=xy=0,则z=; g)是。由于两个整数中最大者仍为整数,且结果唯一。故知max:I2I是I上的一个二元运算。
3、 h)是。由于两个整数中最小者仍为整数,且结果唯一。故知min:I2I是I上的一个二元运算。 i)是。由于两个整数的最大公约数仍为整数,且结果唯一。故知GCD:I2I是I上的一个二元运算。 j)是。由于两个整数的最小公倍数仍为整数,且结果唯一。故知LCD:I2I是I上的一个二元运算。注:两个整数a和b的最大公约数GCD(a,b)定义为同时除尽a和b的正整数中最大的一个;两个数a数b的最小公倍数LCM(a,b)定义为同时是a和b的正倍数中最小的一个。2设X=x | x=2n,nN问普通数的加法是否是X上的二元运算?普通数的乘法呢?答 普通的加法运算不是X是X上的二元运算,因为存在着x1=2X,x
4、2=22X,使x1+x2=2+22=6X。普通的乘法运算是X上的二元运算,因为对于任意的x1=X,x2=X,这里n1,n2N,都有x1x2=X(因为n1+n2N)。3设是代数系统,*是X上的二元运算,若有元素elX,使,有el*x=x,则称el是关于*的左幺元。若有元素erX,使,有x * el=x,则称er是关于*的右幺元。a) 试举出公含有左幺的代数系统的例子。b) 试举出仅含有左幺的代数系统的例子。c) 证明:在代数系统中,若关于*有左幺元和右幺元,则左幺元等于右幺元。解 :a) 构造代数系统如下:令X=a,b,c,d,*:XXX,其运算表如下:*abcdadabcbabcdcabccd
5、abcd则此代数系统含有左幺元b,d,但不含右幺元。b) 构造代数系统如下:令X=1,2,3,4 *: XXX,其运算表如下:*123411243221343341244423则此代数系统含有右幺元1,但不含左幺元。c) 证 因为代数系统关于*运算存在着左、右幺元,ei,erX 则el = el * er = er4设是代数系统,*是X上的二元运算。若有元素OlX,使xX,有Ol*x=Ol是关于*的左零元。若有元素OrX,使xX,有x*Or=Or,则称Or是关于*的右零元。a) 试举出公含有左零元的代数系统的例子。b) 试举出仅含有左零元的代数系统的例子。c) 证明:在代数系统中,若关于*有左
6、零元和右右零元,则左零元等于右零元。解 a) 构造代数系统如下:令X=a,b,c,*:XXX,其运算表如下:*abcaaaabbbbcbca则a和b都是左零元,但没有右零元。b) 构造代数系统如下:令X=1,2,3,*:XXX,其运算表如下:*123123323133123则3是右零元,但没有左零元。c) 证 因为代数系统关于*运算存在着左、右零元,Ol,OrX,则Ol=Ol*Or=Or5当给出一个代数系统的二元运算表时,如何从表上判断这个二元运算是否满足结合律,是否满足交换律,是否有幺元,是否有零元,每个元素是否有逆元。答 在一个代数系统中,1) 运算*满足结合律,当且仅当在运算表中,对任何
7、x,yX,x行每个元素与y的*积对应的等于x与y列每个元素的*积。2) 运算*满足交换律,当且仅当运算表关于主对角线是对称的。3) 运算*有幺元,当且仅当存在一元素,它所对应的行和列依次与运算表的行和列相一致。4) 运算*有零元,当且仅存在一元素,它所对应的行和列中每个元素都是蛇自己。5) 若运算*有幺元,X中每个元素x有逆元,当且仅当存在一元素yY,使得x所在行,y所在列的想元素以及y所在行,x所在列的元素都是幺元。6设是代数系统,*是X上的二元运算,e是关于*的幺元。对于X中的元素x,若存在yX,使得y*x=e,则称y是x的左逆元。若存在zX,使得x*z=e,则称z是x的右逆元。指出下表中
8、各元素的左、右逆元的情况。*abcdeaabcdebbdacdccababddacdceedace解 a是幺元;b的左逆元和右逆元都是c;即b和c互为逆元;d的左逆元是c而左 逆元是b;b有两个左逆元c和d;e的右逆元是c,但e没有左逆元;c有两个左逆元b和e有两个右逆元b,d。7设是代数系统,*是X上的二元运算。x,yX,有x*y=x。问*是否满足结合律,是否满足交换律,是否有幺元,是否有零元,每个元素是否有逆元。解 a) *运算满足结合律因为对任何x,y,zX,都有x*(y*z)=x*y=x=x*y=(x*y)*zb) *运算不满足交换律因为对于二个元素x,yX,有x*y=x,而y*x=y
9、。所以当X包含多于一个元素时,能使xy,从而x*yy * x。c) 没有幺元因为若有幺元eX存在,则对任何xX,应有e * x * e,但是e * x= e,x * e=x,于是推得x=e,当X中包含多于一个元素时,就会有x e,矛盾。d) 没有零元,仿c) 保证。e) 对于每个元素都没有逆元。因为没有幺元存在。并且若存在一个元素aX,使得对每个元素xX,都有一个元素yX,使y * x=x * y=a,则有y=x=a,当X中包含多一个元素时,这将不总是成立的(只在x=a,且a具有幂等性时才成立)8设是代数系统,*是N上的二元运算,x,yN,x * y=LCM(x,y)。问*是否满足结合律,是否
10、满足交换律,是否有幺元,是否有零元,每个元素是否有逆元。解 a) *运算满足结合律因为,对于任何x,y,zN,(x*y)* z =LCM ((x * y),z) = LCM (LCM(x,y),z) = LCM ((x,y,z) = LCM ((x,(y * z) = LCM ((x * y),z) = x * (y * z)注:关于LCM(LCM(x,y),z)= LCM(x,y,z)我们可证明如下:设C1=LCM(x,y,z),d= LCM(x,y),从而C1=LCM(d,z), C2= LCM(x,y,z),因此只需证C1=C2即可,为此由于C2= LCM(x,y,z),故此x | C2
11、,y |C2,z | C2,因此由d= LCM(x,y)及x | C2,y |C2,从d2的最小性有dC2于是d |C2(否则C2=kd+r,0rd,由于x |d,y | d及x | C2,y | C2,故有x | r,y | r,这与d=LCM(x,y)的最小性矛盾)。即d|C2且z|C2故此由C1=LCM(d,z)的最小性,可知C1C2。另一方面,由C1= LCM(d,z)知d |C1,z|C1,又由d=LCM(x,y)知x |d,y | d,y | d,因此有x|C1,y|C1,并且z | C1。因而C2=LCM(x,y,z)的最小性可 知C2C1。所以,C1=C2。同理可证LCM(x,
12、LCM(y,z)=LCM(x,y,z)。b) *运算满足交换律因为 对于任何x,yN,x * y=LCM(x,y) = LCM(y,x) =y * x(c)*运算有幺元1N。因为,对于任何xN, x * 1=LCM(x,1) =x =LCM(1,x) =1 * x(d)*运算没有零元。因为0 N。(e)对于每个元素xX,若x1,则对每个元素yN,都有x*y=y*x=LCM(x,y)x1,故此没有逆元素。9设是代数系统,*是X上的二元运算。X是X中的任一元素,若有x*x=x,则称x是幂等元。若*是可结合的,且x,y X,当x*y=y*x时,有x=y。证明:X中每个元素都是幂等元。证 对于任何xX
13、,令xi=x*x,xj=x,于是xi*xj=(x*x)*x =x*(x*x)(结合律) =xj*xi从而由所给性质,有xi=xj,即x*x=x。因此,由x的任意性,可知X中每个元素都是幂等元。10设是代数系统,和分别是X上的两上二元运算。若xX,有xy=x。证明关于是可分配的。证 对于任何x,y,zXx(yz)=xy=(xy)(yz)(yz)x=yx=(yx)(zx)因此代数系统中关于是可分配的。11设是代数系统,和分别是X上的两上二元运算。e1和e2分别是关于和的幺元,且对于满足分配律,对于满足分配律。证明:xX,有xx=x,xx=x证 x=xe2 (e2为的幺元)=x(e2e1) (e1为
14、幺元)=x e2(e1e2) (e2为幺元)=x (e2e1)(e2e2) (对的分配律)= x (e2(e2e2) (e1为幺元)= x(e2e2) (e2为幺元)=(xe2)(xe2) (对分配律)=xx (e2为幺元)x=xe1(e1为的幺元)=x(e1e2) (e2为幺元)=x e1(e1e2) (e2为幺元)=x (e1e1)(e1e2) (对的分配律)= x (e1e1)e1 (e2为幺元)= x(e1e1) (e1为幺元)=(xe1)(xe1) (对分配律)=xx (e1为幺元)12设X=a,b,c,d,和分别是X上的两个二元运算,其运算表如下:算表如下:AbcdaAaaabAb
15、abcAaccdAbcdabcdaabcDbbbdDccdcDddddD取S1=b,d,S2a,d,S3=b,c,问,分别是的子代数系统吗?为什么?因此是的子代数。因,在S2=b,d内封闭。bdbbddddbdbbbdbd解 abaaababcaadab因此是的子代数。因,在S3=b,d内封闭。bdbbddddbcbbacaccaadabbcbbdcdccaadab13设*是X上的二元运算。若a,b,cX,有a*a = a且(a*b)*(c*d)=(a*c)*(b*d)证明:a*(b*c)=(a*b)*(a*c)证 对任何a,b,cX,a*(b*c)=(a*a)*(b*c)(幂等性a*a=a)
16、 =((a*b)*(a*c)=(a*b)*(c*d)=(a*c)*(b*d)利用)14设是代数系统,*是X上的二元运算,R是X上的等价关系。若a,b,c,dX当(a,b)R且(c,d)R时,有(a*c,b*d)R,则称R是X上关于*的同余关系,称R产生的等价类是关于*的同余类。考察代数系统,I是整数集合,十是整数加法。问以下的元关系是I上的关于十的同余关系吗?a) R=(x,y)|x,yI且(x0且y0)或(x0且y0)b) (x,y)|x,yI且(x0且|xy|10c) (x,y)|x,yI且(x=0且y=0)或(x0且y0)d) (x,y)|x,yI且xy解 a) 这不是一个同余关系,因为
17、(-1,-2)R且(1,1)R,但(-1+1,-2+1)=(0,-1)R。b) 这不是一个同余关系,因为它不是一个等价关系。实际上它是自反的和对称的,但不是传递的,例如取x=-8,y=1,z=8,由于| -8-1 | =90,| 1-8 | = 710,故有(-8,1)R且(1,8)R。但| -8-8 | =1610,所以-8,8Rc) 这不是一个同余关系,因为(-1,-2)R且(1,1)R,但(-1+1,-2+1)=(0,-1)Rd) 这不是一个同余关系,因为它不是一个等价关系。实际上它是自反的和传递的,但不是对称的,例如取x=8,y=7,于是有87,从而(8,7)R,但78,故(7,8)R
18、。15设S=a,b,X=25,Y=0,1,。证明:Y是X的同态象。证 如下构造的函数h是一个从X到Y的同态:h:2S0,1h()=0h(a)=0,h(b)=1,h(S)=1容易验证:h(AB)=h(A)h(B) h(AB)= h(A)h(B)(A,BS) h(A)=并且h显然是满射的,因此Y是X同态象。16设R是实数集合,十和X是实数的加法和乘法。X=R,+,Y=R,x,问Y是否是X的同态象。答 Y不是X的同态象。否则将存在着从X到Y的满同态函数h,从而对于0R,由h是满射的,可知存在着r0R,使h(r0)=0,于是对任何rR,由于r-r0=r+(-r0)R,所以h(r)=h(r0+(r-r0
19、)=r| rR(ErR)(h(r)= r)=0R17设N是自然数集合,x是自然数乘法,X=N,x,Y=0,1,x,证明:Y是X的同态象。证 如下构造的函数h是一个从X到Y的同态h:N0,1于是 h(2m2n)=h(22mn)=0=00=h(2m)h(2n)h(2m(2n-1)=h(2m(2n-1)=0=01=h(2m)h(2n-1)h(2m-1)(2n-1)=h(2(mn-m-n+1)-1) =1=11=h(2m-1)h(2n-1)所以h满足同态公式,另外h显然是满射,因而Y是X的同态象。18设S=a,b,c,X= ,S,Y=a,b,S,。问X和Y是否同构,为什么?答 X和Y不同构。因为Y=a
20、,b,S,不是代数系统,补运算 关于a,b,S不封闭,这可见下表:a,bcS而如果存在着X和Y的同构,则从X是代数系统,知Y也应该是代数系统,矛盾。19设X,*和Y,是两个代数系统,*和分别是X和Y上的二元运算,且满足交换律,结合律。f1和f2都是从X,*到Y,的同态函数。令h:XYh(x)=f1(x)f2(x) 证明:h是从X,*到Y,的同态函数。证 对于任何a,bX,h(a*b)=f1(a*b)f2(a*b)(h的定义) =(f1(a)f1(b)(f2(a)f2(b)(f1和f2是同态函数) =(f1(a)f1(b)(f2(a)f2(b)(的结合律) =(f1(a)f2(a)(f1(b)f
21、2(b)(的结合律) =(f1(a)f2(a)(f1(b)f2(b)(的结合律) =h(a)h(b) (h的定义)20设X,f1,Y,f2,Z,f3是三个代数系统。f1,f2,f3分别是X,Y,Z上的二元运算。证明:若h1是从X,f1到Y,f2的同态函数,h2是从Y,f2到Z,f3的同态函数,则h2oh1是从X,f1到Z,f3的同态函数。证 对于任何x,yX,(h2h1)(xf1y)= h2(h1(xf1y)= h2(h1(x)f2h1(y)(h1是X,f1到Y,f2的同态)= h2(h1(x)f3h2(h1(y)(h2是X,f2到Y,f3的同态)=(h2h1)(x)f3(h2 h1)(y)所
22、以h2h1是从X,f1到Z,f3的同态函数。21设S,*是有限含幺半群。证明:在*的运算表中,任何两行或任何两列均不相同。证 因为S,*是有限含幺半群,故可设s=s0=e,s1,sn-1则在*的运算表中,对庆于任何si,sjs(sisj,0i,jn-1)的两行为:si*s0,si*s1,si*sn-1;sj*s0,sj*s1,sj*sn-1为证此两行互不相同,只需证明(k)(0kn-1si * sksj * sk)即可。而这样的k是存在的,只需取k=0即得:si*s0=si*e=sisj=sj*e=sj*s0从而,由si,sjs的任意性,可知,在*运算表中,任何两行均互不相同。关于列的结论,同
23、理可证。22设k是一正数,Nk=0,1,2,k-1,*k是Nk上的一个二元运算。a,bNk,a*kb=(ab)modk。a) 当k=6时,写出*6的运算表;b) 证明:对任意的正整数k,Nk,*k是半群。a) 解 *6012345000000010123452024024303030340420425054321b) 证 1)*k是Nk上的二元运算由于0(ab)modkk,故a*kbNk,即*k关于Nk封闭,并且运算结果唯一(因为若有i=(ab)modk,j=(ab)modk,则0kk,0jk,ab=kr1+i,ab=kr2+j,于是有kr1+I=kr2+j不妨设ji从而k(r1-r2)=j-
24、i,故此k|j-i,但是0j-ik(因为ji)故只能j-i=0,因此j=i。2)*k满足结合律因为对于任何a,b,cNk(a *k b)*k c=(ab)modk *k c =(ab)modk cmodk =(abc)modk =a(bc)modk modk =a*k (bc)modk =a*k(b*k c)综合1),2)可得Nk,*k是半群23设S,*是半群,as。在s上定义二元运算如下x,ys,xy=x * a * y证明:S,是半群。证 (a)是s 上的二元运算由于S,*是半群,故*是s上的二元运算,因此*运算具有封闭性和运算结果唯一性。因此由的定义可知具有封闭性和运算结果唯一性。(b)
25、满足结合律对于任何x,y,zs(xy)z =(x * a * y)z =(x * a * y)* a* z = x * a *(y * a * z)(*运算的结合律) = x * a *(y z) =x(y z)综合(a),(b)可知S,是半群。24设S,*是半群。证明:s中至少有一个幂等元。证 因为S,*是半群,所以*运算具有封闭性,因而可知对于任何元素ys,都有y2=y*ys,y3=y2*ys,。又由S,*是有限的,可知s是有限集,所以存在着ji,使得yj=yi,从而令P=j-i,那么就有yi=yj=yp+I=yp*yi,因此可得yi+1=yp*yi+1,也就是对任何gi,都有yg=yp*
26、yg。所以,从p1总可找到k1,使kpi。故此,令x=ykps,则x就是s中的一个幂等元,推证如下:x * x=ykp * ykp =(yP+ * y(k-1) p)*ykp(利用上述性质) =y(k-1) p * ykp = =yp * ykp =ykp =x25设R是实数集合。在R上定义二元运算*如下 x,yR,x*y=x+y+xy证明:R,*是含幺半群。证 (1)*运算是实数集R上的二元运算。因为普通实数加法+和乘法都是封闭的和运算结果唯一的,因此由它们定义的*运算也是封闭的、运算结果唯一。(2)*运算满足结合律。对于任何x,y,zR,因为(x*y)*z =(x*y)+z+(x*y)z=
27、(x+y+xy)+z+(x+y+xy)z=x+y+z+xy+xz+yz+xyzx(y*z)=x+(y*z)+x(y*z)=x+(y+z+yz)+x(y+z+yz)=x+y+z+xy+xz+yz+xyz所以 (x*y)*z=x(y*z)(3)0R为幺元对于任何xR 因为 0*x=0+x+0x=xx*0=x+0+x0=x故此 0*x=x*0=x综合(1)(2)(3)证得R,*是含幺半群。26设S,*是可交换半群。证明:x,yS,若x,y是幂等元,则有(x*y)*(x*y)=x*y。证 (x*y)*(x*y)=x*(y*x)*y (*可结合) =x*(x*y)*y (*可交换) =(x*x)*(y*
28、y) (*可结合) =x*y (x,y为幂等元)27设S,*是半群。,ys,若xy,则x*yy*x。证明:a) xs,有x*x=xb) x,ys,有x*y*x=x;c) x,zs,有x*y*z=x*z;证 对任何x,ys若x*y=y*x,则x=y(否则xy,于是x*yy*x,矛盾)。a) 对任何xs,因为(x*x)*x=x*(x*x) (*可结合)所以 x*x=x b) 对任何x,ys,(x*y*x)*x =x*y*(x*x) (*可结合)=x*y*x (由a)=(x*x)*y*x (由a)=x*(x*y*x) (*可结合)所以 x*y*x=x c) 对任何x,y,zs,有(x*y*z)*(x
29、*z) =x*y*(z*x*z)(*可结合) =x*y*z (由b) =(x*z*x)*y*z(由b) =(x*z)*(x*y*z)(*可结合)所以 x*y*z=x*z28设S,*是半群。证明:x,y,zs,若x*z=z*x且y*z=z*y,则(x*y)*z=z*(x*y)。证 对任何x,y,xs (x*y)*z =x*(y*z) (*可结合) =x*(z*y) (y与z可交换) =(x*z)*y (*可结合) =(z*x)*y (x与z可交换) =z*(x*y) (*可结合)29设x,y,*是半群,x*x=y。证明:a) x*y=y*x;b) y*y=y。证 a) x*y = x*(x*x)
30、 (因x*x=y)=(x*x)*x (*可结合)=y*x (因x*x=y)b) y*y=(x*x)*y (因x*x=y) =x*(x*y) (*可结合)根据*运算的封闭性,可知x*y=x或者x*y=y若 x*y=x,则y*y=x* (x*y) =x*x (由x*y=x) =y (由x*x=y)若 x*y=y,则y*y=x*(x*y) =x*y(由x*y=y) =y(由x*y=y)因此 无论如何,y*y=y 。30S,*是半群。若有as,xs,u,QS,使得a*u=v*a=x证明:S,*是含幺半群。证 只需证明半群S,*中含有幺元即可。取x= a,那么,存在ua,vas,使a*ua=va*a=a
31、对于s中任一元素b,那么存在u b,vbs,使得 a*ub=vb*a=b于是 bua=(vb*a)*ua (因vb*a=b) =vb(a*ua) (*可结合) =vb*a (因aua=a) =b (因ub*a=b)所以ua是右幺元。并且 vab=va*(a*ub)(因a*ub=b) =(va*a)*ub(*可结合) =a*ub (因ua*a=a) =b (因a*ub=b)所以va是左幺元。但是将b*ua=b中的b取为ua,则有va* ua =va;将va*b=b中的b取为ua,则有va*ua=ua;故此,可得 ua=va。所ua(=va)是S,*的幺元。从而,S,*是含幺半群。31设S,*是含
32、幺半群。Zs,z是关于*的左零元。证明:xs,x*z也是关于*的左零元。证 由于z是关于*的左零元,所以对于任意as,都有z * a=z因而 对任何xs,对任何as,都有 (x*z)*a=x*(z*a)(*可结合) =x*z(z为左零元,z*a=z)这说明x*z也为左零元。32设S,*是含幺半群。Ss=f | f :ss,)是函数的合成运算。a) 证明:S s,*是半群;b) 证明:存在从S,*到Ss,的同态函数。证 a) 由于是函数的合成运算,而Ss=f | f:ss是所有从s到s的函数的集合,因此运算封闭且运算结果唯一;并且运算当然具有结合律,故此S s,是一半群。 b) 令h : sss
33、,对于所有的ash(a)=fa;这时fa : ss,对于任何xs有fa(a)=a*x由于S,*是半群,故*是s上的二元运算。因此*运算封闭,且运算结果唯一,因此如上定义的fa后者唯一,是从s到s的函数,即fass。因此h的定义是良定义的。对于任何a,bs h(a*b)=fa*b而对于任何xs,(x)fa*b(x) =(a*b)*x =a*(b*x) (*的结合律) = a*(fb(x) = fa(fb(x) =(fafb)(x)所以,有 fa*b= fafb,因此,h(a*b)=fafb=h(a)h(b)。故此h满足同态公式。因而存在从到Ss,的同态函数。33设f是从半群X,*到Y,的同态函数
34、,证明:若x是X中的幂等元,则Y中也存在幂等元。证 由于f(x)f(x)=f(x*x) (f是同态函数,满足同态公式)=f(x)(因x是幂等元,故x*x=x)且f(x)Y,故此f(x)是Y中的幂等元。即Y中也存在幂等元。34设f是从半群X,*到Y,的同态函数,问下列结论是否为真。 a) X,*在f下的同态象是Y,的子代数系统; b) X,*在f下的同态象是半群; c) 若X,*是含幺交换半群,则X,*在f下的同态象也是含幺可交换半群。解 a) 真。因为1)f(X)Y。这点是根据事实f : XY得出的。2)集合f(X)在运算下是封闭的,即,如果a,bf(X),那么abf(X)。因为若a,bf(X
35、),那么存在着x,yX,使得f(x)=a且f(y)=b。进一步,由X在*运算下封闭(因X,*为半群)可知存在着某一zX,使z=x*y因此ab=f(x)f(y) =f(x*y)(f是同态函数,满足同态公式) =f(z) f()运算结果的唯一性是自动遗传,因为Y,至少是一代数系统,故应是Y上的二元运算,具有运算结果唯一性。故由1)和2),可知X,*在f下的同态象f(X),是Y,的子代数系统。b) 真。因为3)运算在集合f(X)上满足结合律,即,如果a、b、cf(X),那么(ab)c=a(bc)。因若a,b,cf(X),那么存在着x,y,zX,使f(x)=a且f(y)=b及f(z)=c,故此(ab)
36、c=(f(x)f(y)f(z)=f(x*y)f(z) (f满足同态公式)=f(x*y)*z) (f满足同态公式)=f(x*(y*z) (X,*为半群,*运算有结合律)=f(x)f(y*z) (f满足同态公式)=f(x)(f(y)f(z) (f满足同态公式)=a(bc)于是由a)的1),2)及这里的3),可知X,*在f下的同态象f(X),是半群。c) 真。因为4)f(X),含有幺元,即 若eX是含幺半群X,*的幺元,那么f(e)f(X)就是f(X),的幺元。因为对任何af(X),存在着xX,使f(x)=a,故此af(e)=f(x)f(e)=f(x*e) (f满足同态公式)=f(x) (x*e=x)=a同理可证f(e)a=a,因而af(e)=f(e)a=a。5)运算在f(X)上满足交换律,即,对任何a,bf(X),都有ab=ba。因若a,bf(X)则存在着x,yX,使f(x)=a且f(y)=b,因此ab=f(x)f(y)=f(x*y)(f满足同态公式)=