सेमिग्रुप

मैग्मा (बीजगणित) और समूह (गणित) के बीच बीजगणितीय संरचनाएं: एक अर्धसमूह सहयोगी संपत्ति के साथ एक मैग्मा (बीजगणित) है। एक मोनोइड एक पहचान तत्व वाला एक अर्धसमूह है।

गणित में, एक सेमीग्रुप एक बीजगणितीय संरचना है जिसमें एक सेट (गणित) होता है जिसमें एक सहयोगी आंतरिक बाइनरी ऑपरेशन होता है।

सेमीग्रुप के बाइनरी ऑपरेशन को अक्सर गुणन के रूप में दर्शाया जाता है: x·y, या बस xy, ऑर्डर किए गए जोड़े के लिए सेमीग्रुप ऑपरेशन लागू करने के परिणाम को दर्शाता है। (x, y). सहयोगीता औपचारिक रूप से उस रूप में व्यक्त की जाती है (x·y)·z = x·(y·z) सेमीग्रुप में सभी x, y और z के लिए।

सेमीग्रुप्स को मैग्मा (बीजगणित) का एक विशेष मामला माना जा सकता है, जहां ऑपरेशन साहचर्य है, या समूह (गणित) के सामान्यीकरण के रूप में, पहचान तत्व या व्युत्क्रम के अस्तित्व की आवश्यकता के बिना। समूहों या मैग्मास के मामले में, सेमीग्रुप ऑपरेशन को क्रमविनिमेयता की आवश्यकता नहीं है, इसलिए x·y आवश्यक रूप से y·x के बराबर नहीं है; एक ऑपरेशन का एक प्रसिद्ध उदाहरण जो साहचर्य है लेकिन गैर-कम्यूटेटिव मैट्रिक्स गुणन है। यदि सेमीग्रुप ऑपरेशन कम्यूटेटिव है, तो सेमीग्रुप को कम्यूटेटिव सेमीग्रुप कहा जाता है या (एबेलियन समूह की तुलना में कम बार) इसे एबेलियन सेमीग्रुप कहा जा सकता है।

एक मोनोइड एक बीजगणितीय संरचना है जो सेमीग्रुप और समूहों के बीच मध्यवर्ती है, और एक सेमीग्रुप है जिसमें एक पहचान तत्व होता है, इस प्रकार समूह के सभी स्वयंसिद्धों का पालन करता है: व्युत्क्रमों के अस्तित्व के लिए एक मोनोइड की आवश्यकता नहीं होती है। एक प्राकृतिक उदाहरण स्ट्रिंग (कंप्यूटर विज्ञान) है जिसमें बाइनरी ऑपरेशन के रूप में संयोजन और पहचान तत्व के रूप में खाली स्ट्रिंग है। गैर-खाली स्ट्रिंग (कंप्यूटर विज्ञान) तक सीमित करना एक अर्धसमूह का उदाहरण देता है जो एक मोनोइड नहीं है। जोड़ के साथ धनात्मक पूर्णांक एक क्रमविनिमेय अर्धसमूह बनाते हैं जो एक मोनोइड नहीं है, जबकि गैर-ऋणात्मक पूर्णांक एक मोनोइड बनाते हैं। एक पहचान तत्व के बिना एक अर्धसमूह को केवल एक पहचान तत्व जोड़कर आसानी से एक मोनोइड में बदल दिया जा सकता है। नतीजतन, मोनोइड्स का अध्ययन समूह सिद्धांत के बजाय सेमिग्रुप के सिद्धांत में किया जाता है। अर्धसमूहों को अर्धसमूहों के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, जो एक अलग दिशा में समूहों का एक सामान्यीकरण है; एक अर्धसमूह में संचालन को सहयोगी नहीं होना चाहिए, लेकिन अर्धसमूह समूह (गणित)#डिवीजन एक विभाजन (गणित) की धारणा है। सेमीग्रुप्स (या मोनोइड्स) में विभाजन सामान्य रूप से संभव नहीं है।

अर्धसमूहों का औपचारिक अध्ययन 20वीं सदी की शुरुआत में शुरू हुआ। प्रारंभिक परिणामों में परिवर्तन अर्धसमूह # केली प्रतिनिधित्व शामिल है, जो किसी भी सेमीग्रुप को ट्रांसफ़ॉर्मेशन सेमीग्रुप के रूप में साकार करता है, जिसमें स्वैच्छिक कार्य समूह सिद्धांत से आक्षेपों की भूमिका को प्रतिस्थापित करते हैं। परिमित अर्धसमूहों के वर्गीकरण में एक गहरा परिणाम क्रोन-रोड्स सिद्धांत है, जो परिमित समूहों के लिए जॉर्डन-होल्डर अपघटन के अनुरूप है। सेमीग्रुप्स के अध्ययन के लिए कुछ अन्य तकनीकें, जैसे ग्रीन के संबंध, समूह सिद्धांत में कुछ भी समान नहीं हैं।

1950 के दशक से सैद्धांतिक कंप्यूटर विज्ञान में परिमित अर्धसमूहों के सिद्धांत का विशेष महत्व रहा है क्योंकि परिमित अर्धसमूहों और परिमित ऑटोमेटा के बीच वाक्यात्मक मोनोइड के माध्यम से प्राकृतिक संबंध है।. संभाव्यता सिद्धांत में, सेमीग्रुप मार्कोव प्रक्रियाओं से जुड़े होते हैं। अनुप्रयुक्त गणित के अन्य क्षेत्रों में, अर्धसमूह रेखीय समय-अपरिवर्तनीय प्रणालियों के लिए मौलिक मॉडल हैं। आंशिक अंतर समीकरणों में, एक अर्धसमूह किसी भी समीकरण से जुड़ा होता है जिसका स्थानिक विकास समय से स्वतंत्र होता है।

सेमीग्रुप के कई विशेष वर्ग हैं, अतिरिक्त गुणों वाले सेमीग्रुप, जो विशेष अनुप्रयोगों में दिखाई देते हैं। इनमें से कुछ वर्ग समूह के कुछ अतिरिक्त लेकिन सभी गुणों को प्रदर्शित करके समूहों के और भी करीब हैं। इनमें से हम उल्लेख करते हैं: नियमित सेमीग्रुप, रूढ़िवादी सेमीग्रुप, इनवोल्यूशन के साथ सेमीग्रुप, उलटा अर्धसमूह और रद्द करने वाला अर्धसमूह सेमीग्रुप्स के दिलचस्प वर्ग भी हैं जिनमें तुच्छ समूह को छोड़कर कोई समूह नहीं है; बाद के प्रकार के उदाहरण हैं बैंड (गणित) और उनके क्रमविनिमेय उपवर्ग-सेमिलैटिस, जो कि श्रेणी:आदेशित बीजगणितीय संरचनाएं भी हैं।

परिभाषा

एक सेमीग्रुप एक सेट है (गणित) $S$ एक साथ एक बाइनरी ऑपरेशन के साथ$\cdot$(यानी, एक समारोह (गणित) $\cdot :S\times S\rightarrow S$) जो सहयोगी संपत्ति को संतुष्ट करता है:

सभी के लिए $a,b,c\in S$, समीकरण $(a\cdot b)\cdot c=a\cdot (b\cdot c)$ रखती है।

अधिक संक्षेप में, एक अर्धसमूह एक सहयोगी मेग्मा (बीजगणित) है।

सेमीग्रुप्स के उदाहरण

• खाली सेमीग्रुप: खाली सेट बाइनरी ऑपरेशन के रूप में खाली फ़ंक्शन के साथ खाली अर्धसमूह बनाता है।
• एक तत्व के साथ सेमिग्रुप: ऑपरेशन के साथ अनिवार्य रूप से केवल एक (विशेष रूप से, केवल एक समाकृतिकता तक), सिंगलटन {ए} है a · a = a.
• दो तत्वों के साथ अर्धसमूह: पाँच हैं जो अनिवार्य रूप से भिन्न हैं।
• फ्लिप-फ्लॉप मोनोइड: तीन तत्वों वाला एक सेमीग्रुप एक स्विच पर तीन ऑपरेशनों का प्रतिनिधित्व करता है - सेट करें, रीसेट करें और कुछ न करें।
• जोड़ के साथ धनात्मक पूर्णांकों का समुच्चय। (0 सहित, यह एक मोनोइड बन जाता है।)
• न्यूनतम या अधिकतम के साथ पूर्णांकों का सेट। (सकारात्मक/नकारात्मक अनंत शामिल होने के साथ, यह एक मोनोइड बन जाता है।)
• मैट्रिक्स गुणन के साथ दिए गए आकार का स्क्वायर गैर-नकारात्मक मैट्रिक्स
• वलय के गुणन के साथ वलय (बीजगणित) का कोई वलय आदर्श।

मुक्त अर्धसमूह ऑपरेशन के रूप में स्ट्रिंग्स के संयोजन के साथ एक निश्चित वर्णमाला Σ पर सभी परिमित स्ट्रिंग (कंप्यूटर विज्ञान) का सेट - Σ पर तथाकथित मुक्त सेमीग्रुप। खाली स्ट्रिंग शामिल होने के साथ, यह सेमीग्रुप Σ पर मुक्त मोनोइड बन जाता है।

• ऑपरेशन के रूप में कनवल्शन के साथ F की सभी कनवल्शन शक्तियों के साथ एक संभाव्यता वितरण F। इसे कनवल्शन सेमीग्रुप कहा जाता है।
• परिवर्तन अर्धसमूह और परिवर्तन मोनोइड।
• कार्यों की संरचना के साथ एक टोपोलॉजिकल स्पेस से निरंतर कार्यों का सेट पहचान के रूप में कार्य करने वाले पहचान समारोह के साथ एक मोनोइड बनाता है। अधिक आम तौर पर, किसी श्रेणी (गणित) की किसी भी वस्तु का एंडोमोर्फिज्म रचना के तहत एक मोनोइड बनाता है।
• हाइपरप्लेन की व्यवस्था के चेहरों का उत्पाद।

बुनियादी अवधारणाएँ

पहचान और शून्य

एक अर्धसमूह की एक बाईं पहचान $S$ (या अधिक सामान्यतः, मेग्मा (बीजगणित)) एक तत्व है $e$ ऐसा कि सभी के लिए $x$ में $S$, $ex=x$. इसी तरह, एक सही पहचान एक तत्व है $f$ ऐसा कि सभी के लिए $x$ में $S$, $xf=x$. बाएँ और दाएँ की पहचान दोनों को एक तरफा पहचान कहा जाता है। एक अर्धसमूह में एक या अधिक बायीं पहचान हो सकती है लेकिन कोई सही पहचान नहीं है, और इसके विपरीत।

एक दो तरफा पहचान (या सिर्फ पहचान) एक ऐसा तत्व है जो बाएं और दाएं दोनों पहचान है। दो तरफा पहचान वाले सेमिग्रुप्स को मोनोइड्स कहा जाता है। एक अर्धसमूह में अधिकतम एक दो तरफा पहचान हो सकती है। यदि एक अर्धसमूह की दो तरफा पहचान है, तो दो तरफा पहचान अर्धसमूह में केवल एक तरफा पहचान है। यदि एक अर्धसमूह के पास बायीं पहचान और सही पहचान दोनों हैं, तो इसकी दो तरफा पहचान है (जो कि अद्वितीय एक तरफा पहचान है)।

एक अर्धसमूह $S$ पहचान के बिना किसी तत्व से सटे हुए एक मोनॉइड में एम्बेडिंग किया जा सकता है $e\notin S$ प्रति $S$ और परिभाषित करना $e\cdot s=s\cdot e=s$ सभी के लिए $s\in S\cup \{e\}$. अंकन $S^{1}$ से प्राप्त एक मोनोइड को दर्शाता है $S$ यदि आवश्यक हो तो पहचान को जोड़कर ($S^{1}=S$ एक मोनोइड के लिए)।

इसी तरह, प्रत्येक मेग्मा में अधिक से अधिक एक अवशोषक तत्व होता है, जिसे अर्धसमूह सिद्धांत में शून्य कहा जाता है। उपरोक्त निर्माण के अनुरूप, प्रत्येक अर्धसमूह के लिए $S$, कोई परिभाषित कर सकता है $S^{0}$, 0 के साथ एक सेमीग्रुप जो एम्बेड करता है $S$.

उपसमूह और आदर्श

सेमीग्रुप ऑपरेशन अपने सबसेट के संग्रह पर एक ऑपरेशन को प्रेरित करता है: सेमीग्रुप एस के सबसेट ए और बी दिए गए, उनके उत्पाद A · B, जिसे सामान्यतः AB के रूप में लिखा जाता है, समुच्चय है { ab | a in A and b in B }. (इस धारणा को समान रूप से समूह उपसमुच्चय के उत्पाद के रूप में परिभाषित किया गया है।) इस संक्रिया के संदर्भ में, एक उपसमुच्चय A कहलाता है

• एक 'उपसमूह' यदि AA, A का एक उपसमुच्चय है,
• एक 'सही आदर्श' यदि AS, A का उपसमुच्चय है, और
• एक 'वाम आदर्श' यदि SA, A का उपसमुच्चय है।

यदि ए एक बाएं आदर्श और एक सही आदर्श दोनों है तो इसे 'आदर्श' (या 'दो तरफा आदर्श') कहा जाता है।

यदि S एक अर्धसमूह है, तो S के उपसमूहों के किसी भी संग्रह का प्रतिच्छेदन भी S का एक उपसमूह है। अतः S के उपसमूह एक पूर्ण जालक बनाते हैं।

बिना न्यूनतम आदर्श वाले सेमीग्रुप का एक उदाहरण योग के तहत सकारात्मक पूर्णांकों का समूह है। विनिमेय सेमीग्रुप का न्यूनतम आदर्श, जब यह मौजूद होता है, एक समूह होता है।

ग्रीन के संबंध, पांच समतुल्य संबंधों का एक सेट जो तत्वों को उनके द्वारा उत्पन्न किए गए प्रमुख आदर्शों के संदर्भ में चिह्नित करते हैं, एक अर्धसमूह के आदर्शों और संरचना के संबंधित विचारों का विश्लेषण करने के लिए महत्वपूर्ण उपकरण हैं।

उस संपत्ति के साथ उपसमुच्चय जो प्रत्येक तत्व सेमीग्रुप के किसी अन्य तत्व के साथ संचार करता है, सेमीग्रुप का 'केंद्र (बीजगणित)' कहलाता है। एक अर्धसमूह का केंद्र वास्तव में एक उपसमूह होता है। एक सेमीग्रुप एस 'सर्वांगसमता पर अधिकतम स्थिति' को संतुष्ट करता है, यदि समावेशन द्वारा आदेशित एस पर सर्वांगसमता के किसी भी परिवार में एक अधिकतम तत्व है। ज़ोर्न के लेम्मा द्वारा, यह कहने के बराबर है कि आरोही श्रृंखला की स्थिति धारण करती है: S पर सर्वांगसमता की कोई अनंत आरोही श्रृंखला नहीं है। सेमीग्रुप का हर आदर्श I एक कारक सेमीग्रुप, रीस फैक्टर सेमीग्रुप को प्रेरित करता है, जो सर्वांगसमता ρ द्वारा परिभाषित होता है x ρ y या तो x = y, या x और y दोनों I में हैं।

भागफल और भाग

निम्नलिखित धारणाएँ इस विचार का परिचय दें कि एक अर्धसमूह दूसरे में समाहित है।

एक सेमीग्रुप टी एक सेमीग्रुप एस का भागफल है यदि एस से टी तक विशेषण सेमीग्रुप आकारिकी है। उदाहरण के लिए, $(\mathbb {Z} /2\mathbb {Z} ,+)$ का अंश है $(\mathbb {Z} /4\mathbb {Z} ,+)$, एक पूर्णांक के शेष मॉड्यूल 2 को लेने वाले आकारिकी का उपयोग करना।

एक सेमीग्रुप टी एक सेमीग्रुप एस को विभाजित करता है, नोट किया गया $T\preceq S$ यदि T एक उपसमूह S का भागफल है। विशेष रूप से, S का उपसमूह T को विभाजित करता है, जबकि यह आवश्यक नहीं है कि S का भागफल हो।

वे दोनों संबंध सकर्मक हैं।

सेमीग्रुप्स की संरचना

S के किसी भी उपसमुच्चय A के लिए S का सबसे छोटा उपसमूह T है जिसमें A शामिल है, और हम कहते हैं कि A 'उत्पन्न' करता है। S का एक एकल तत्व x उपसमूह {x उत्पन्न करता है^एन | एन ∈ 'जेड'⁺ }. यदि यह परिमित है, तो x को 'सीमित कोटि' वाला कहा जाता है, अन्यथा यह 'अनंत कोटि' का होता है। एक अर्धसमूह को 'आवधिक' कहा जाता है यदि उसके सभी तत्व परिमित क्रम के हों। एकल तत्व द्वारा उत्पन्न एक अर्धसमूह को मोनोजेनिक सेमीग्रुप (या चक्रीय सेमीग्रुप) कहा जाता है। यदि एक मोनोजेनिक सेमीग्रुप अनंत है तो यह योग के संचालन के साथ सकारात्मक पूर्णांकों के सेमीग्रुप के लिए आइसोमॉर्फिक है। यदि यह परिमित और गैर-खाली है, तो इसमें कम से कम एक बेवकूफ होना चाहिए। यह इस प्रकार है कि प्रत्येक गैर-खाली आवधिक अर्धसमूह में कम से कम एक बेवकूफ है।

एक उपसमूह जो एक समूह भी है, 'उपसमूह' कहलाता है। एक अर्धसमूह के उपसमूहों और उसके आदर्शों के बीच घनिष्ठ संबंध होता है। प्रत्येक उपसमूह में बिल्कुल एक आदर्श होता है, अर्थात् उपसमूह का पहचान तत्व। सेमीग्रुप के प्रत्येक idempotent e के लिए एक अद्वितीय अधिकतम उपसमूह होता है जिसमें e होता है। प्रत्येक अधिकतम उपसमूह इस तरह से उत्पन्न होता है, इसलिए आदर्श और अधिकतम उपसमूहों के बीच एक-से-एक पत्राचार होता है। यहाँ अधिकतम उपसमूह शब्द समूह सिद्धांत में इसके मानक उपयोग से भिन्न है।

आदेश परिमित होने पर अक्सर अधिक कहा जा सकता है। उदाहरण के लिए, प्रत्येक गैर-खाली परिमित अर्धसमूह आवधिक होता है, और एक न्यूनतम आदर्श (रिंग थ्योरी) और कम से कम एक आदर्श होता है। किसी दिए गए आकार (1 से अधिक) के परिमित अर्धसमूहों की संख्या (स्पष्ट रूप से) समान आकार के समूहों की संख्या से अधिक है। उदाहरण के लिए, दो तत्वों के एक सेट के लिए सोलह संभावित गुणन सारणी {a, b}, आठ फार्म सेमीग्रुप जबकि इनमें से केवल चार मोनॉइड हैं और केवल दो समूह बनाते हैं। परिमित अर्धसमूहों की संरचना के बारे में अधिक जानने के लिए, क्रोहन-रोड्स सिद्धांत देखें।

सेमीग्रुप्स की विशेष कक्षाएं

Main article: Special classes of semigroups

• एक मोनोइड एक पहचान तत्व वाला एक अर्धसमूह है।
• एक समूह (गणित) एक मोनोइड है जिसमें प्रत्येक तत्व में एक व्युत्क्रम तत्व होता है।
• एक उपसमूह एक अर्धसमूह का एक उपसमुच्चय है जो अर्धसमूह संचालन के तहत बंद है।
• रद्द करने वाला अर्धसमूह वह होता है जिसके पास रद्द करने की संपत्ति होती है: a · b = a · c तात्पर्य b = c और इसी तरह के लिए b · a = c · a. प्रत्येक समूह एक रद्दीकरण अर्धसमूह है, और प्रत्येक परिमित रद्दीकरण अर्धसमूह एक समूह है।
• एक बैंड (बीजगणित) एक अर्धसमूह है जिसका संचालन निष्क्रिय है।
• एक सेमिलेटिस एक सेमीग्रुप है जिसका ऑपरेशन बेवकूफ और कम्यूटेटिविटी है।
• 0-साधारण अर्धसमूह।
• परिवर्तन सेमीग्रुप: किसी भी परिमित सेमीग्रुप एस को एक (राज्य-) सेट क्यू के परिवर्तनों द्वारा सबसे अधिक प्रतिनिधित्व किया जा सकता है |S| + 1 राज्यों। S का प्रत्येक तत्व x तब Q को अपने आप में मैप करता है x: Q → Q और अनुक्रम xy द्वारा परिभाषित किया गया है q(xy) = (qx)y क्यू में प्रत्येक क्यू के लिए। अनुक्रम स्पष्ट रूप से एक सहयोगी ऑपरेशन है, यहां फ़ंक्शन संरचना के बराबर है। यह प्रतिनिधित्व किसी भी automaton या परिमित-राज्य मशीन (FSM) के लिए बुनियादी है।
• बाइसिकल सेमीग्रुप वास्तव में एक मोनोइड है, जिसे संबंध के तहत दो जेनरेटर पी और क्यू पर मुक्त सेमीग्रुप के रूप में वर्णित किया जा सकता है pq = 1.
• सी0-सेमीग्रुप|सी₀-अर्धसमूह।
• नियमित अर्धसमूह। प्रत्येक अवयव x में कम से कम एक व्युत्क्रम y संतोषजनक होता है xyx=x तथा yxy=y; तत्व x और y को कभी-कभी परस्पर व्युत्क्रम कहा जाता है।
• प्रतिलोम अर्धसमूह नियमित अर्धसमूह होते हैं जहां प्रत्येक तत्व का ठीक एक व्युत्क्रम होता है। वैकल्पिक रूप से, एक नियमित सेमिग्रुप उलटा होता है अगर और केवल अगर कोई दो बेवकूफ कम्यूट करते हैं।
• एफाइन सेमीग्रुप: एक सेमीग्रुप जो जेड के एक अंतिम रूप से उत्पन्न उपसमूह के लिए आइसोमॉर्फिक है^घ. इन सेमीग्रुप्स में क्रमविनिमेय बीजगणित के अनुप्रयोग हैं।

क्रमविनिमेय अर्धसमूहों के लिए संरचना प्रमेय

सेमीलैटिस के मामले में कम्यूटेटिव सेमीग्रुप के लिए एक संरचना प्रमेय है। एक सेमिलैटिस (या अधिक सटीक रूप से एक मिल-सेमिलैटिस) $(L,\leq )$ एक आंशिक रूप से आदेशित सेट है जहां तत्वों की प्रत्येक जोड़ी $a,b\in L$ सबसे बड़ी निचली सीमा है, निरूपित $a\wedge b$. आपरेशन $\wedge$ बनाता है $L$ अतिरिक्त निष्क्रियता कानून को संतुष्ट करने वाले एक अर्धसमूह में $a\wedge a=a$.

एक समरूपता दी गई $f:S\to L$ एक मनमाना अर्धसमूह से एक अर्धजाल तक, प्रत्येक उलटा छवि $S_{a}=f^{-1}\{a\}$ एक (संभवतः खाली) अर्धसमूह है। इसके अतिरिक्त, $S$ द्वारा श्रेणीबद्ध हो जाता है $L$, इस अर्थ में कि

$S_{a}S_{b}\subseteq S_{a\wedge b}.$

यदि $f$ अर्धजाल पर है $L$ के भागफल के लिए आइसोमोर्फिक है $S$ तुल्यता संबंध द्वारा $\sim$ ऐसा है कि $x\sim y$ अगर और केवल अगर $f(x)=f(y)$. जैसा कि ऊपर परिभाषित किया गया है, यह तुल्यता संबंध एक अर्धसमूह सर्वांगसमता है।

जब भी हम किसी क्रमविनिमेय अर्धसमूह के भागफल को सर्वांगसमता से लेते हैं, तो हमें एक अन्य क्रमविनिमेय अर्धसमूह प्राप्त होता है। संरचना प्रमेय कहता है कि किसी भी क्रमविनिमेय अर्धसमूह के लिए $S$, बेहतरीन तालमेल है $\sim$ ऐसा है कि का भागफल $S$ इस तुल्यता संबंध से एक अर्ध-जाल है। द्वारा इस अर्धजाल को नकारना $L$, हमें एक समाकारिता प्राप्त होती है $f$ से $S$ पर $L$. उल्लेखानुसार, $S$ इस अर्ध-जाल द्वारा श्रेणीबद्ध हो जाता है।

इसके अलावा, घटक $S_{a}$ सेमीग्रुप के सभी विशेष वर्ग हैं। एक आर्किमिडीज़ सेमीग्रुप वह है जहाँ तत्वों का कोई युग्म दिया गया हो $x,y$, एक तत्व मौजूद है $z$ तथा $n>0$ ऐसा है कि $x^{n}=yz$.

आर्किमिडीयन संपत्ति अर्धजालिका में आदेश देने के तुरंत बाद आती है $L$, चूंकि इस आदेश के साथ हमारे पास है $f(x)\leq f(y)$ अगर और केवल अगर $x^{n}=yz$ कुछ के लिए $z$ तथा $n>0$.

अंशों का समूह

अर्धसमूह S के अंशों का समूह या समूह समापन समूह (गणित) है G = G(S) जनरेटर और सभी समीकरणों के रूप में एस के तत्वों द्वारा उत्पन्न xy = z जो एक समूह की प्रस्तुति के रूप में S में सत्य है। एक स्पष्ट अर्धसमूह समरूपता है j : S → G(S) जो S के प्रत्येक तत्व को संबंधित जनरेटर को भेजता है। इसमें एस से समूह के आकारिकी के लिए एक सार्वभौमिक संपत्ति है: किसी भी समूह एच और किसी भी अर्धसमूह समरूपता को दिया k : S → H, एक अद्वितीय समूह समरूपता मौजूद है f : G → H के = एफजे के साथ। हम G को सबसे सामान्य समूह के रूप में सोच सकते हैं जिसमें S की समरूप छवि होती है।

एक महत्वपूर्ण प्रश्न उन अर्धसमूहों को चिह्नित करना है जिनके लिए यह नक्शा एक एम्बेडिंग है। यह हमेशा मामला नहीं होना चाहिए: उदाहरण के लिए, एस को बाइनरी ऑपरेशन के रूप में सेट-सैद्धांतिक चौराहे के साथ कुछ सेट एक्स के सबसेट के सेमीग्रुप के रूप में लें (यह एक सेमिलेटिस का एक उदाहरण है)। तब से A.A = A एस के सभी तत्वों के लिए है, यह जी (एस) के सभी जनरेटर के लिए भी सही होना चाहिए: जो कि तुच्छ समूह है। एम्बेड करने की क्षमता के लिए यह स्पष्ट रूप से आवश्यक है कि S के पास रद्द करने की संपत्ति हो। जब S क्रमविनिमेय होता है तो यह स्थिति भी पर्याप्त होती है और सेमीग्रुप का ग्रोथेंडिक समूह भिन्नों के समूह का निर्माण प्रदान करता है। गैर-कम्यूटेटिव सेमीग्रुप्स के लिए समस्या का पता सेमीग्रुप्स पर पहले पर्याप्त पेपर से लगाया जा सकता है। अनातोली माल्टसेव ने 1937 में एम्बेडिंग के लिए आवश्यक और पर्याप्त शर्तें दीं।

आंशिक अंतर समीकरणों में सेमीग्रुप तरीके

Further information: C0-semigroup

आंशिक अंतर समीकरणों के क्षेत्र में कुछ समस्याओं का अध्ययन करने के लिए सेमिग्रुप सिद्धांत का उपयोग किया जा सकता है। मोटे तौर पर बोलते हुए, सेमीग्रुप दृष्टिकोण एक समय-निर्भर आंशिक अंतर समीकरण को फ़ंक्शन स्पेस पर सामान्य अंतर समीकरण के रूप में मानना ​​​​है। उदाहरण के लिए, स्थानिक अंतराल (गणित) पर ऊष्मा समीकरण के लिए निम्नलिखित आरंभिक/सीमा मान समस्या पर विचार करें। (0, 1) ⊂ R और समय t ≥ 0:

${\begin{cases}\partial _{t}u(t,x)=\partial _{x}^{2}u(t,x),&x\in (0,1),t>0;\\u(t,x)=0,&x\in \{0,1\},t>0;\\u(t,x)=u_{0}(x),&x\in (0,1),t=0.\end{cases}}$

होने देना X = L²((0, 1) R) एलपी स्पेस बनें | एल^p डोमेन अंतराल के साथ वर्ग-पूर्ण करने योग्य वास्तविक-मूल्यवान फ़ंक्शन का स्थान (0, 1) और A को एक फ़ंक्शन के डोमेन के साथ दूसरा-व्युत्पन्न ऑपरेटर होने दें

$D(A)={\big \{}u\in H^{2}((0,1);\mathbf {R} ){\big |}u(0)=u(1)=0{\big \}},$

जहां एच² एक सोबोलेव स्पेस है। फिर उपरोक्त प्रारंभिक/सीमा मूल्य समस्या को स्थान X पर एक साधारण अंतर समीकरण के लिए प्रारंभिक मूल्य समस्या के रूप में व्याख्या किया जा सकता है:

${\begin{cases}{\dot {u}}(t)=Au(t);\\u(0)=u_{0}.\end{cases}}$

एक अनुमानी स्तर पर, इस समस्या का समाधान होना चाहिए u(t) = exp(tA)u₀. हालांकि, एक कठोर उपचार के लिए, tA के घातांक को एक अर्थ दिया जाना चाहिए। टी के एक समारोह के रूप में, ऍक्स्प (टीए) एक्स से स्वयं के ऑपरेटरों का एक अर्धसमूह है, प्रारंभिक अवस्था यू ले रहा है₀ समय पर t = 0 राज्य को u(t) = exp(tA)u₀ समय पर टी. संचालिका A को सेमीग्रुप का C0 सेमीग्रुप#इन्फिनिटिमल जेनरेटर कहा जाता है।

इतिहास

समूह (गणित) या वलय (बीजगणित) जैसे अधिक जटिल स्वयंसिद्धों के साथ अन्य बीजगणितीय संरचनाओं के पीछे चल रहे अर्धसमूहों का अध्ययन। कई स्रोत शब्द (फ्रेंच में) के पहले उपयोग का श्रेय J.-A को दें। 1904 में Élements de la Théorie des Groupes Abstraits (तत्वों के सार समूहों के सिद्धांत) में डी सेगुएर। इस शब्द का प्रयोग अंग्रेजी में 1908 में हेरोल्ड हिंटन के थ्योरी ऑफ ग्रुप्स ऑफ फाइनाइट ऑर्डर में किया गया है।

एंटन सुशकेविच ने सेमीग्रुप के बारे में पहला गैर-तुच्छ परिणाम प्राप्त किया। उनके 1928 के पेपर Über die endlichen Gruppen ohne das Gesetz der eindeutigen Umkehrbarkeit (अद्वितीय इन्वर्टिबिलिटी के नियम के बिना परिमित समूहों पर) ने परिमित सरल अर्धसमूहों की संरचना निर्धारित की और दिखाया कि परिमित अर्धसमूह का न्यूनतम आदर्श (या ग्रीन के संबंध जे-वर्ग) है सरल।उस समय से, सेमीग्रुप सिद्धांत की नींव डेविड रीस (गणितज्ञ), जेम्स अलेक्जेंडर ग्रीन, एवगेनी सर्गेइविच लायपिन, अल्फ्रेड एच। क्लिफोर्ड और गॉर्डन प्रेस्टन द्वारा रखी गई थी। बाद के दो ने क्रमशः 1961 और 1967 में सेमीग्रुप थ्योरी पर दो-वॉल्यूम मोनोग्राफ प्रकाशित किया। 1970 में, सेमीग्रुप फोरम (वर्तमान में स्प्रिंगर पब्लिशिंग हाउस द्वारा संपादित) नामक एक नई पत्रिका पूरी तरह से सेमीग्रुप सिद्धांत के लिए समर्पित कुछ गणितीय पत्रिकाओं में से एक बन गई।

सेमिग्रुप्स का प्रतिनिधित्व सिद्धांत 1963 में बोरिस शेन द्वारा एक सेट ए पर बाइनरी संबंधों और सेमीग्रुप उत्पाद के लिए संबंधों की संरचना का उपयोग करके विकसित किया गया था। 1972 में एक बीजगणितीय सम्मेलन में शीन ने बी पर साहित्य का सर्वेक्षण किया_A, ए पर संबंधों का अर्धसमूह। 1997 में स्कीन और राल्फ मैकेंजी ने साबित किया कि प्रत्येक सेमिग्रुप द्विआधारी संबंधों के एक सकर्मक सेमीग्रुप के लिए आइसोमोर्फिक है। हाल के वर्षों में क्षेत्र के शोधकर्ता सेमीग्रुप्स के महत्वपूर्ण वर्गों, जैसे व्युत्क्रम सेमीग्रुप्स, साथ ही बीजगणितीय ऑटोमेटा सिद्धांत में अनुप्रयोगों पर ध्यान केंद्रित करने वाले मोनोग्राफ, विशेष रूप से परिमित ऑटोमेटा के लिए, और कार्यात्मक विश्लेषण में भी प्रदर्शित होने वाले समर्पित मोनोग्राफ के साथ अधिक विशिष्ट हो गए हैं।

सामान्यीकरण

Group-like structures

	Totality	Associativity	Identity	Inverse	Commutativity
Semigroupoid	Unneeded	Required	Unneeded	Unneeded	Unneeded
Small category	Unneeded	Required	Required	Unneeded	Unneeded
Groupoid	Unneeded	Required	Required	Required	Unneeded
Magma	Required	Unneeded	Unneeded	Unneeded	Unneeded
Quasigroup	Required	Unneeded	Unneeded	Required	Unneeded
Unital magma	Required	Unneeded	Required	Unneeded	Unneeded
Semigroup	Required	Required	Unneeded	Unneeded	Unneeded
Loop	Required	Unneeded	Required	Required	Unneeded
Monoid	Required	Required	Required	Unneeded	Unneeded
Group	Required	Required	Required	Required	Unneeded
Commutative monoid	Required	Required	Required	Unneeded	Required
Abelian group	Required	Required	Required	Required	Required
^α The closure axiom, used by many sources and defined differently, is equivalent.

यदि एक अर्धसमूह की साहचर्य अभिधारणा को छोड़ दिया जाता है, तो परिणाम एक मेग्मा (गणित) होता है, जो एक बाइनरी ऑपरेशन से लैस एक सेट एम से ज्यादा कुछ नहीं है जो बंद है M × M → M.

एक अलग दिशा में सामान्यीकरण, एक एन-एरी सेमीग्रुप (भी एन-सेमीग्रुप, पोलीडिक सेमीग्रुप या मल्टीएरी सेमीग्रुप) एक सेमीग्रुप का सामान्यीकरण एक सेट जी के साथ होता है।' बाइनरी ऑपरेशन के बजाय 'एन'-आरी ऑपरेशन। सहयोगी कानून निम्नानुसार सामान्यीकृत है: टर्नरी सहयोगीता है (abc)de = a(bcd)e = ab(cde), यानी किसी भी तीन आसन्न तत्वों के साथ स्ट्रिंग abcde। एन-एरी सहयोगीता लंबाई की एक स्ट्रिंग है n + (n − 1) किसी भी n आसन्न तत्वों के साथ ब्रैकेटेड। एक 2-एरी सेमीग्रुप सिर्फ एक सेमीग्रुप है। आगे के अभिगृहीत एक n-आर्य समूह|n-आर्य समूह की ओर ले जाते हैं।

एक तीसरा सामान्यीकरण semigroupoid है, जिसमें बाइनरी रिलेशन के कुल होने की आवश्यकता को हटा दिया जाता है। चूंकि श्रेणियां मोनोइड्स को उसी तरह सामान्यीकृत करती हैं, एक सेमिग्रुपोइड एक श्रेणी की तरह व्यवहार करता है लेकिन पहचान की कमी होती है।

क्रमविनिमेय अर्धसमूहों के अनंत सामान्यीकरणों पर कभी-कभी विभिन्न लेखकों द्वारा विचार किया गया है।

यह भी देखें

• शोषक तत्व
• बायोआर्डर सेट
• खाली अर्धसमूह
• सामान्यीकृत उलटा
• पहचान तत्व
• प्रकाश की साहचर्यता परीक्षण
• क्वांटम डायनेमिक सेमीग्रुप
• सेमीग्रुप रिंग
• कमजोर उलटा

संदर्भ

सामान्य संदर्भ

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विशिष्ट संदर्भ

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