Neutrální prvek

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Skočit na: Navigace, Hledání

V algebře je neutrální prvek e množiny A s binární operací \otimes takový prvek, pro nějž platí, že výsledkem operace neutrálního prvku a libovolného x ∈ A je x.

Tzn. e \otimes x = x (levý neutrální prvek) a x \otimes e = x (pravý neutrální prvek).

V případě, že se pro operaci používá multiplikativní značení, např \cdot, je e často nazýván jednotkovým prvkem (1 \cdot x = x). V případě použití aditivního značení, např. + , je e často nazýván nulovým prvkem (0 + x = x \!). Pro neutrální prvek se někdy také používá výraz identita.

[editovat] Formální definice

Buď A množina a \otimes operace na A.

  • Prvek e z A se nazývá levý neutrální, právě když \forall x \in A : e \otimes x = x.
  • Prvek e z A se nazývá pravý neutrální, právě když \forall x \in A : x \otimes e = x.
  • Prvek e z A se nazývá neutrální, právě když \forall x \in A : x \otimes e = e \otimes x = x.

[editovat] Příklady

  • Pokud (A,\otimes) jsou reálná čísla se sčítáním, je číslo 0 neutrálním prvkem.
  • Pokud (A,\otimes) jsou reálná čísla s násobením, je neutrálním prvkem číslo 1.
  • Pokud (A,\otimes) jsou n-rozměrné čtvercové matice se sčítáním, neutrálním prvkem je nulová matice.
  • Pokud (A,\otimes) jsou n-rozměrné matice s násobením, je neutrálním prvkem jednotková matice.
  • Pokud (A,\otimes) je množina všech zobrazení z množiny M do sebe sama a \otimes je skládání funkcí, je neutrálním prvem funkce identita definovaná \forall x \in M : id(x) = x.
  • Pokud má A pouze dva prvky e a f a operace \otimes je definována tak, že e \otimes e = f \otimes e = e a f \otimes f = e \otimes f = f, jsou oba prvky e a f levými neutrálními, ale neexistuje žádný pravý neutrální prvek.

Jak ukazuje poslední příklad, (A,\otimes) může mít několik levých neutrálních prvků, dokonce může platit, že každý prvek množiny A je levým neutrálním. Stejně tak to platí pro pravé neutrální prvky. Pokud jsou ale v množině A levé i pravé neutrální prvky, platí, že jsou si rovny a je tam tudíž právě jeden takový. Důkaz: Buď l levý neutrální a r pravý neutrální, pak l = l \otimes r = r. V množině A tedy může být jen jeden neutrální prvek.

[editovat] Související články