Решётка (алгебра)

Поделись знанием:
(перенаправлено с «Решётка (теория множеств)»)
Перейти к: навигация, поиск

Решётка (ранее использовался термин структура) — частично упорядоченное множество, в котором каждое двухэлементное подмножество имеет как точную верхнюю (sup), так и точную нижнюю (inf) грани. Отсюда вытекает существование этих граней для любых непустых конечных подмножеств.





Примеры

  1. множество всех подмножеств данного множества, упорядоченное по включению; например: <math>\sup\{ \{x\}, \{x,y\} \} = \{x,y\}, \inf\{ \{x\}, \{x,y\} \} = \{x\}</math>, <math>\sup\{ \{x\}, \{y,z\} \} = \{x,y,z\}, \inf\{ \{x\}, \{y,z\} \} = \emptyset</math>;
  2. всякое линейно упорядоченное множество; причём если <math>a\leqslant b</math>, то <math>\sup(a,b) = b, \inf(a,b) = a</math>;
  3. множество всех подпространств векторного пространства, упорядоченных по включению, где <math>\inf</math> — пересечение, а <math>\sup</math> — сумма соответствующих подпространств;
  4. множество всех неотрицательных целых чисел, упорядоченных по делимости: <math>a\leqslant b</math>, если <math>b = ac</math> для некоторого <math>c</math>. Здесь <math>\sup</math> — наименьшее общее кратное, а <math>\inf</math> — наибольший общий делитель данных чисел;
  5. вещественные функции, определённые на отрезке [0, 1], упорядоченные условием <math>f\leqslant g</math>, если <math>f(t)\leqslant g(t)</math> для всех <math>t\in [0,1]</math>. Здесь
<math>\sup(f,g) = u</math>, где <math>u(t) =\max (f(t),g(t))</math>.

Алгебраическое определение

Решётка может быть также определена как универсальная алгебра с двумя бинарными операциями (они обозначаются <math>\vee</math> и <math>\wedge</math> или + и ∙), удовлетворяющая следующим тождествам

  1. <math>a\vee a = a</math>
    <math>a\wedge a = a</math> (идемпотентность)
  2. <math>a\vee b = b\vee a</math>
    <math>a\wedge b = b\wedge a</math> (коммутативность)
  3. <math>(a\vee b)\vee c = a\vee (b\vee c)</math>
    <math>(a\wedge b)\wedge c = a\wedge (b\wedge c)</math> (ассоциативность)
  4. <math>a\wedge(a\vee b) = a</math>
    <math>a\vee(a\wedge b) = a</math> (поглощение).

Связь между этими двумя определениями устанавливается при помощи формул:

<math>a\vee b = \sup(a,b)</math>,
<math>a\wedge b = \inf(a,b)</math>,

и обратно. При этом для любых элементов <math>a</math> и <math>b</math> эквивалентны следующие утверждения:

<math>a\leqslant b</math>;
<math>a\wedge b = a</math>;
<math>a\vee b = b</math>.

Понятия изоморфизма решёток как универсальных алгебр и как частично упорядоченных множеств совпадают. Однако произвольное изотонное отображение решётки <math>R</math> в решётку <math>R'</math> не обязано быть гомоморфизмом этих решёток как универсальных алгебр.

Связанные определения

  • Подрешётка ― подмножество элементов решётки, замкнутое относительно операций <math>+</math> и <math>\cdot</math>

История

Появление понятия «решётка» относится к середине XIX века. Чётко его сформулировал Р. Дедекинд в работах 1894 и 1897 годов. Термин «lattice», переведённый как «структура», был введён Биркгофом в 1933 году. В настоящее время в русской терминологии (из-за многозначности слова «структура») он вытеснен переводом «решётка». Исторически роль теории решёток объясняется тем, что многие факты, касающиеся множества идеалов кольца и множества нормальных подгрупп группы, выглядят аналогично и могут быть доказаны в рамках теории дедекиндовых решёток. Как самостоятельное направление алгебры эта теория сформировалась в 30-х годах XX века. Наиболее важные классы решёток, кроме дедекиндовых, — это полные решётки, дистрибутивные решётки и булевы алгебры.

См. также

Напишите отзыв о статье "Решётка (алгебра)"

Ссылки

Доступные бесплатно в интернете монографии:

  • Burris, Stanley N., H.P. Sankappanavar A Course in Universal Algebra. — Springer-Verlag, 1981. ISBN 3-540-90578-2.
  • Peter Jipsen, Henry Rose Varieties of Lattices — Lecture Notes in Mathematics 1533, Springer Verlag, 1992. ISBN 0-387-56314-8.

Элементарные тексты для обладающих малой математической культурой:

  • Thomas Donnellan Lattice Theory. — Pergamon, 1968.
  • G. Grätzer Lattice Theory: First concepts and distributive lattices. — W. H. Freeman, 1971.

Обычные введения в предмет, несколько более сложные, чем указанный выше:

  • B.A. Davey, H. A. Priestley Introduction to Lattices and Order. — Cambridge University Press, 2002.

Продвинутые монографии:

  • Garrett Birkhoff Lattice Theory. — 3rd ed. Vol. 25 of AMS Colloquium Publications. American Mathematical Society, 1967.
  • Robert P. Dilworth, Peter Crawley Algebraic Theory of Lattices. — Prentice-Hall, 1973. ISBN 978-0-13-022269-5.

О свободных решётках:

  • R. Freese, J. Jezek, J. B. Nation Free Lattices. — Mathematical Surveys and Monographs Vol. 42. Mathematical Association of America, 1985.
  • P.T. Johnstone Stone spaces. — Cambridge Studies in Advanced Mathematics 3. Cambridge University Press, 1982.

Литература

  • Биркгоф Г. Теория структур. — пер. с англ., М., 1952;
  • Скорняков Л. А. Элементы теории структур. — М., 1970;
  • Житомирский Г. И. в сборнике: Упорядоченные множества и решётки. — в. 7, Саратов, 1981;
  • Гретцер Г. Общая теория решёток. — пер. с англ., М., 1982.

Отрывок, характеризующий Решётка (алгебра)

– Только току приколоть.
– Не делайте без меня, – крикнула Наташа: – вы не сумеете!
– Да уж десять.
На бале решено было быть в половине одиннадцатого, a надо было еще Наташе одеться и заехать к Таврическому саду.
Окончив прическу, Наташа в коротенькой юбке, из под которой виднелись бальные башмачки, и в материнской кофточке, подбежала к Соне, осмотрела ее и потом побежала к матери. Поворачивая ей голову, она приколола току, и, едва успев поцеловать ее седые волосы, опять побежала к девушкам, подшивавшим ей юбку.
Дело стояло за Наташиной юбкой, которая была слишком длинна; ее подшивали две девушки, обкусывая торопливо нитки. Третья, с булавками в губах и зубах, бегала от графини к Соне; четвертая держала на высоко поднятой руке всё дымковое платье.
– Мавруша, скорее, голубушка!
– Дайте наперсток оттуда, барышня.
– Скоро ли, наконец? – сказал граф, входя из за двери. – Вот вам духи. Перонская уж заждалась.
– Готово, барышня, – говорила горничная, двумя пальцами поднимая подшитое дымковое платье и что то обдувая и потряхивая, высказывая этим жестом сознание воздушности и чистоты того, что она держала.
Наташа стала надевать платье.
– Сейчас, сейчас, не ходи, папа, – крикнула она отцу, отворившему дверь, еще из под дымки юбки, закрывавшей всё ее лицо. Соня захлопнула дверь. Через минуту графа впустили. Он был в синем фраке, чулках и башмаках, надушенный и припомаженный.
– Ах, папа, ты как хорош, прелесть! – сказала Наташа, стоя посреди комнаты и расправляя складки дымки.
– Позвольте, барышня, позвольте, – говорила девушка, стоя на коленях, обдергивая платье и с одной стороны рта на другую переворачивая языком булавки.
– Воля твоя! – с отчаянием в голосе вскрикнула Соня, оглядев платье Наташи, – воля твоя, опять длинно!
Наташа отошла подальше, чтоб осмотреться в трюмо. Платье было длинно.
– Ей Богу, сударыня, ничего не длинно, – сказала Мавруша, ползавшая по полу за барышней.
– Ну длинно, так заметаем, в одну минутую заметаем, – сказала решительная Дуняша, из платочка на груди вынимая иголку и опять на полу принимаясь за работу.
В это время застенчиво, тихими шагами, вошла графиня в своей токе и бархатном платье.
– Уу! моя красавица! – закричал граф, – лучше вас всех!… – Он хотел обнять ее, но она краснея отстранилась, чтоб не измяться.
– Мама, больше на бок току, – проговорила Наташа. – Я переколю, и бросилась вперед, а девушки, подшивавшие, не успевшие за ней броситься, оторвали кусочек дымки.
– Боже мой! Что ж это такое? Я ей Богу не виновата…
– Ничего, заметаю, не видно будет, – говорила Дуняша.
– Красавица, краля то моя! – сказала из за двери вошедшая няня. – А Сонюшка то, ну красавицы!…
В четверть одиннадцатого наконец сели в кареты и поехали. Но еще нужно было заехать к Таврическому саду.
Перонская была уже готова. Несмотря на ее старость и некрасивость, у нее происходило точно то же, что у Ростовых, хотя не с такой торопливостью (для нее это было дело привычное), но также было надушено, вымыто, напудрено старое, некрасивое тело, также старательно промыто за ушами, и даже, и так же, как у Ростовых, старая горничная восторженно любовалась нарядом своей госпожи, когда она в желтом платье с шифром вышла в гостиную. Перонская похвалила туалеты Ростовых.
Ростовы похвалили ее вкус и туалет, и, бережа прически и платья, в одиннадцать часов разместились по каретам и поехали.


Наташа с утра этого дня не имела ни минуты свободы, и ни разу не успела подумать о том, что предстоит ей.
В сыром, холодном воздухе, в тесноте и неполной темноте колыхающейся кареты, она в первый раз живо представила себе то, что ожидает ее там, на бале, в освещенных залах – музыка, цветы, танцы, государь, вся блестящая молодежь Петербурга. То, что ее ожидало, было так прекрасно, что она не верила даже тому, что это будет: так это было несообразно с впечатлением холода, тесноты и темноты кареты. Она поняла всё то, что ее ожидает, только тогда, когда, пройдя по красному сукну подъезда, она вошла в сени, сняла шубу и пошла рядом с Соней впереди матери между цветами по освещенной лестнице. Только тогда она вспомнила, как ей надо было себя держать на бале и постаралась принять ту величественную манеру, которую она считала необходимой для девушки на бале. Но к счастью ее она почувствовала, что глаза ее разбегались: она ничего не видела ясно, пульс ее забил сто раз в минуту, и кровь стала стучать у ее сердца. Она не могла принять той манеры, которая бы сделала ее смешною, и шла, замирая от волнения и стараясь всеми силами только скрыть его. И эта то была та самая манера, которая более всего шла к ней. Впереди и сзади их, так же тихо переговариваясь и так же в бальных платьях, входили гости. Зеркала по лестнице отражали дам в белых, голубых, розовых платьях, с бриллиантами и жемчугами на открытых руках и шеях.