ГРУПП ТЕОРИЯ • Большая российская энциклопедия
ГРУПП ТЕО́РИЯ, раздел алгебры, изучающий в самой общей форме свойства действий (операций), наиболее часто встречающихся в математике и её приложениях. Примерами таких действий являются умножение и сложение чисел, сложение векторов, последовательное выполнение преобразований и т. п. При этом Г. т. изучает не произвольные операции, а лишь те, которые обладают рядом свойств, перечисляемых в определении группы.
Общее (формальное) определение группы таково. Пусть $G$ – произвольное множество, на котором задана бинарная операция, т. е. для любых двух элементов $a$, $b$ из $G$ определён некоторый элемент (обозначаемый, напр., $a \circ b$), который также принадлежит $G$. Если при этом выполняются условия: 1) $(a \circ b) \circ c=a \circ (b \circ c)$ для любых $a$,$b$,$c$ из $G$; 2) в $G$ существует такой элемент $e$ (называемый единицей, иногда – нейтральным элементом), что $a \circ e=e \circ a=a$ для любого $a$ из $G$; 3) для любого $a$ из $G$ существует такой элемент $a^{-1}$ (обратный к $a$ элемент), что $a \circ a^{-1}=a^{-1} \circ a=e$, то множество $G$ с заданной на нём операцией (композицией) $\circ$ называется группой.
Примеры групп. 1. Множество $G$ разл. движений евклидовой плоскости, самосовмещающих данную фигуру, т. е. переводящих её саму в себя, операцией на котором служит композиция движений (если $\varphi$, $\psi$ – два движения из $G$, то результатом их композиции называется движение $\varphi \circ \psi$ , равносильное последовательному выполнению сначала движения $\varphi$, а затем движения $\psi$), образует т. н. группу симметрий фигуры. Единицей в этой группе является тождественное преобразование плоскости, а обратным к $\varphi$ элементом – обратное к $\varphi$ преобразование. Группа $G$ является характеристикой большей или меньшей симметричности фигуры: чем шире множество $G$, тем симметричнее фигура. Напр., группа симметрий квадрата (рис., а) состоит из восьми движений (четыре поворота вокруг центра квадрата и четыре отражения: два – относительно диагоналей и два – относительно прямых, соединяющих середины противоположных сторон). Для круга (рис., б) группа симметрий содержит бесконечно много элементов (напр., все повороты вокруг центра), а для фигуры, изображённой на рис. (в), группа симметрий состоит из одного тождественного преобразования.
2. Если $\boldsymbol Z$ – множество целых чисел, а операция на $\boldsymbol Z$ – их обычное сложение +, то $\boldsymbol Z$ – группа. Роль $e$ играет число 0, а роль обратного к $z$ элемента – число $-z$. Часть $H$ множества $\boldsymbol Z$, состоящая из чётных чисел, сама является группой относительно той же операции. В таком случае говорят, что $H$ – подгруппа группы $\boldsymbol Z$. Обе группы $\boldsymbol Z$ и $H$ удовлетворяют следующему дополнит. условию: 4) $a+b=b+a$ для любых $a$ и $b$ из группы. Всякая группа, в которой выполняется последнее условие, называется коммутативной или абелевой.
3. Множество всех подстановок (перестановок) $n$ символов образует группу относительно композиции подстановок, называемую симметрич. группой степени $n$. При $n \geq3$ симметрич. группа некоммутативна. Порядок (число элементов) симметрич. группы равен $n!$ (см. Комбинаторный анализ).
Историческая справка
Г. т. послужила во многих отношениях образцом при перестройке алгебры и математики вообще на рубеже 19–20 вв. Истоки понятия группы обнаруживаются в нескольких дисциплинах, главная из которых – теория решений алгебраич. уравнений в радикалах. В 1771 франц. математики Ж. Лагранж и А. Вандермонд впервые для нужд этой теории применили подстановки. Затем в ряде работ итал. математика П. Руффини (1799 и в последующих), посвящённых доказательству неразрешимости уравнений 5-й степени в радикалах, систематически использовалась замкнутость множества подстановок относительно их композиции и по существу описаны подгруппы группы всех подстановок пяти символов. Глубокие связи между свойствами групп подстановок и свойствами уравнений были обнаружены Н. Абелем (1824) и Э. Галуа (1830). Галуа принадлежат мн. достижения в Г. т., такие как открытие роли т. н. нормальных подгрупп в связи с задачей о разрешимости уравнений в радикалах, доказательство простоты знакопеременных групп степени $n \geq 5$; он же ввёл термин «группа», хотя и не дал его строгого определения. Важную роль в систематизации и развитии Г. т. сыграл трактат М. Э. К. Жордана о группе подстановок (1870).
Независимо (и из других соображений) понятие группы возникло в геометрии, когда в сер. 19 в. на смену античной геометрии пришли др. «геометрии» и встал вопрос об установлении связей и родства между ними. Выход из создавшегося положения был намечен исследованиями по проективной геометрии, посвящёнными изучению поведения фигур при разл. преобразованиях. Постепенно интерес в этих исследованиях перешёл на изучение самих преобразований и поиск их классификации. Таким «изучением геометрического родства» занимался А. Мёбиус. Заключит. этапом на этом пути явилась «Эрлангенская программа» Ф. Клейна (1872), положившая в основу классификации геометрий понятие группы преобразований: каждая геометрия определена некоторой группой преобразований пространства, и только те свойства фигур принадлежат данной геометрии, которые инвариантны относительно преобразований соответствующей группы.
Третий источник происхождения понятия группы – чисел теория. Л. Эйлер (1761), изучая «вычеты, остающиеся при делении степеней», по существу пользовался сравнениями и разбиениями на классы вычетов, что на теоретико-групповом языке означает разложение группы на смежные классы по подгруппе. К. Гаусс в «Арифметических исследованиях» (1801), занимаясь уравнением деления круга, фактически определил подгруппы его группы Галуа (см. Галуа теория). Там же, изучая «композицию двоичных квадратичных форм», Гаусс по существу доказал, что классы эквивалентных форм образуют конечную абелеву группу относительно композиции.
Единство теоретико-групповых форм мышления, существовавших к кон. 19 в. в разл. областях математики, привело к выработке совр. абстрактного понятия группы (С. Ли, Ф. Г. Фробениус и др.). Так, уже в 1895 Ли определял группу как совокупность преобразований, замкнутую относительно их композиции, удовлетворяющей условиям 1), 2), 3). Изучение групп без предположения их конечности и без каких бы то ни было предположений о природе элементов впервые оформилось в самостоят. раздел математики с выходом книги О. Ю. Шмидта «Абстрактная теория групп» (1916).
Основные разделы теории групп
Конечной целью собственно Г. т. является описание всех возможных групповых композиций. В Г. т. выделяется ряд разделов, определяемых чаще всего дополнит. условиями на групповую композицию или внесением в группу дополнит. структур, связанных с групповой композицией. Важнейшими в Г. т. считаются следующие разделы.
а) Теория конечных групп. Осн. проблема этой старейшей ветви Г. т. – классификация т. н. простых конечных групп, играющих роль блоков при построении произвольной конечной группы. С теорией конечных групп тесно связана комбинаторная теория групп, где используются идеи и методы комбинаторного анализа.
б) Теория абелевых групп. Отправной точкой мн. исследований в этой области служит осн. теорема о конечно порождённых абелевых группах, полностью выясняющая их строение.
в) Теория разрешимых групп. Понятие разрешимой группы является обобщением понятия абелевой группы. Оно по существу идёт от идей Э. Галуа и тесно связано с разрешимостью уравнений в радикалах. Для конечных групп это понятие может быть определено мн. равносильными способами, которые перестают быть равносильными при отказе от конечности группы. Изучение возникающих при этом классов групп составляет предмет теории обобщённо разрешимых групп.
г) Теория групп преобразований. Понятие группы возникло исторически именно как понятие группы преобразований, но в дальнейшем было обобщено, при этом Г. т. преобразований осталась важной частью общей теории. Типичным в этой теории является вопрос о том, какими свойствами обладает группа, заданная как группа преобразований некоторого множества. К Г. т. преобразований относятся, в частности, группа подстановок и группа матриц.
д) Теория представлений групп. Эта теория – одно из средств изучения абстрактных групп. Представление абстрактной группы в виде некоторой конкретной группы (напр., в виде группы подстановок или группы матриц) позволяет обнаруживать важные свойства этой группы. В теории конечных групп с помощью теории представлений получен ряд важных результатов.
е) Из разделов Г. т., выделяемых внесением в группу дополнит. структур, согласованных с групповой композицией, особенно важна теория топологич. групп, в которых групповая композиция в некотором смысле непрерывна. Старейшая ветвь этого раздела Г. т. – Ли групп теория.
Г. т. является одной из самых развитых областей алгебры и имеет многочисл. применения как в самой математике, так и в её приложениях. Напр., Е. С. Фёдоров (1890) с помощью Г. т. решил задачу классификации правильных пространственных систем точек, являющуюся одной из осн. задач кристаллографии. Это был исторически первый случай применения Г. т. непосредственно в естествознании. Большую роль Г. т. играет в физике, напр. в квантовой механике, где широко используются соображения симметрии и теория представления групп линейными преобразованиями.
Конспект по математике для детей старшей группы «Путешествие чисел». | План-конспект занятия по математике (старшая группа) на тему:
Конспект занятия по математике детей шестого года жизни «Путешествие чисел».
Задачи:
1.1Продолжать формировать понятие о натуральном ряде чисел, соотносить число с количеством используя субитацию ,выполнять сложную инструкцию.
2.Учить читать равенства и неравенства, пользоваться линейкой.
3.Формировать умение на основе наглядного материала, сравнивать числа, учить читать математические записи и доказывать правильное написание.
2.1. Развивать внимание , усидчивость ,мышление ,умение анализировать постановку вопроса ,умение решать задачи.
2.Развивать мелкую моторику рук.
3.1. Воспитывать умение выслушивать вопрос до конца и отвечать полным ответом самостоятельно.
Материал: рабочие тетради, набор цифр, карандаши, ручка, линейка, знаки больше, меньше, наборное полотно.
Словарь: знаки ,цифры, числа, короче, длиннее, числовой ряд , по-порядку , друг за другом ,ельник , отрезок.
1. Дети проходят в группу.
- Дети, приходил Петрушка и составил натуральный ряд чисел. Правильно он составил? Почему?
1 3 4 6 5 7 9 10.
- Какое число пропущено?
- Где оно должно стоять в натуральном ряду чисел?
- Какое число пропущено?
- Что получилось? (натуральный ряд чисел)
- Что можно сказать про числа натурального ряда? (каждое число в натуральном ряду занимает свое место, числа идут по — порядку, и каждое число больше предыдущего на одну единицу.)
2.Проходим за столы. Открыли тетради, нашли сегодняшнее число.
- Посмотрите, что у вас написано в тетради? (числа)
- Соедините числа по — порядку.
- Что получилось? (звезда)
- Звезда что украшает? (елку).
- А как называется лес, в котором растут одни ели?
- Ельник.
3. — Давайте с вами отправимся в путешествие по еловому лесу. — Посмотрите, в этом ельнике, сколько елок? (субитация)
- Что нужно сделать? (пересчитать)
- Как мы будем считать? (каждый предмет один раз)
- Какой цифрой обозначим число предметов?
- А теперь давайте сравним эти числа. (Например: 5 > 4, 6
- Покажи мне число 8 при помощи пальчиков.
- Почему ты показал 8 пальцев? (так как число 8 состоит из 8 единиц).
4.-Физкульминутка
Посчитаем.
Раз, два, три, четыре, пять.
Можно все пересчитать. Ходьба с выставлением указательного пальца вперед.
Сколько в комнате углов? Показать на углы с поворотами туловища.
Сколько ног у воробьев? Приподнимать поочередно ноги.
Сколько пальцев на руках? Раскрыть пальцы рук.
Сколько пальцев на ногах? Присесть, коснуться носков ног.
Сколько в садике скамеек? Полуприседания.
Сколько в пятачке копеек? Попрыгать легко или приподнимать пятки.
5.- Проходим за столы, открываем опять тетради.
- Найдите натуральный ряд чисел от 1 — 8.
- Какое число стоит первым? (один).
- Сколько единиц в числе 1? (одна)
- Поставь одну единицу.
(Воспитатель на доске вместе с детьми выполняет задание).
- Какое число следует за числом 1 ? (два)
- Сколько единиц в числе 2? (две)
- Поставьте 2 единицы.
- А теперь напишите самостоятельно.
( Сколько единиц в каждом числе — разобрать).
6. -Ребята, скоро Новый год и к нам спешат Дед Мороз и Снегурочка. По одной дороге едет Снегурочка, по другой Дед Мороз.
Установка: что нужно сделать, чтобы начертить отрезок? (Взять линейку и совместить О с точкой. )
- От красной точки начертите отрезок длиной 7 см.
- Что ты делаешь? (совмещаю 0 с точкой, нахожу число7 на линейке, ставлю точку и соединяю две точки прямой линией.)
- А от синей точки начертите отрезок на один см длиннее, чем первый.
- Какой он будет длины? (8 см)
- От синей точки начерти отрезок длиной 8 см.
- По первой дорожке спешит Снегурочка, а по второй — Дед Мороз. Кто приедет первым, почему? (путь Снегурочки на один см короче, поэтому она приедет первой) Сравнить путь числом: 7
7. Дед Мороз едет с подарками. Задача:
Было 9 конфет, одну съели. Сколько осталось конфет?
- Что я сказала? (задачу)
- Что есть у задачи? (выставить правила)
- Условие (назови Слава условие)
- Вопрос (назови Таня вопрос)
- Решение (Катя назови решение)
- Ответ (назови Лера ответ)
Задача:
Было 7 шаров, надули еще один шар. Сколько шаров стало?
(Решаем аналогично первой)
Дети самостоятельно составляют свои задачи.
8. Подведение итогов.
—
групп цифр
Все предметы- Предварительные
- Умножение и деление с использованием нуля
- Общие математические символы
- Викторина: способы показать умножение и деление, умножение и деление на ноль и общие математические символы
- Свойства основных математических операций
- Тест: свойства основных математических операций
- Группировка символов и порядок операций
- Группы чисел
- Викторина: Группы чисел
- Способы показать умножение и деление
- Порядок операций
- Викторина: группировка символов и порядок действий
- Целые числа
- Оценка сумм, разностей, произведений и частных
- Викторина: оценка сумм, разностей, произведений и частных
- Правила делимости
- Викторина: правила делимости
- Факторы, простые числа, композиты и деревья факторов
- Место Значение
- Викторина: Факторы, простые числа, композиты и факторные деревья
- Викторина: Значение места
- Десятичные
- Использование таблицы стоимости места
- Викторина: использование таблицы значений мест
- Десятичные вычисления
- Викторина: Десятичные вычисления
- Оценка сумм, разностей, произведений и частных
- Викторина: оценка сумм, разностей, произведений и частных
- Что такое десятичные дроби?
- Повторяющиеся десятичные дроби
- Фракции
- Правильные и неправильные дроби
- Смешанные номера
- Переименование дробей
- Викторина: правильные и неправильные дроби, смешанные числа и переименование дробей
- Факторы
- Мультипликаторы
- Что такое дроби?
- Викторина: Факторы и множители
- Сложение и вычитание дробей
- Сложение и вычитание смешанных чисел
- Тест: сложение и вычитание дробей и смешанных чисел
- Умножение дробей и смешанных чисел
- Деление дробей и смешанных чисел
- Тест: умножение и деление дробей и смешанных чисел
- Упрощение дробей и сложных дробей
- Викторина: Упрощение дробей и сложных дробей
- Преобразование дробей в десятичные
- Преобразование десятичных дробей в дроби
- Преобразование бесконечных повторяющихся десятичных дробей в дроби
- Викторина: Преобразование дробей в десятичные дроби, Преобразование завершающих десятичных дробей в дроби и Преобразование бесконечных повторяющихся десятичных дробей в дроби
- Проценты
- Применение процентов
- Викторина: Применение процентов
- Изменение процентов, десятичных знаков и дробей
- Важные эквиваленты
- Викторина: изменение процентов, десятичных знаков и дробей, а также важные эквиваленты
- Целые числа и рациональные числа
- Викторина: Рациональные числа (числа со знаком, включая дроби)
- Целые числа
- Викторина: Целые числа
- Рациональные числа (числа со знаком, включая дроби)
- Викторина: Квадратные корни и кубические корни
- Полномочия и показатели
- Викторина: Полномочия и показатели
- Квадратные корни и кубические корни
- Степени десяти и научная нотация
- Викторина: Научная нотация
- Силы десяти
- Викторина: Силы десяти
- Научная нотация
- Измерения
- Метрическая система
- Преобразование единиц измерения
- Викторина: обычная система США, метрическая система и перевод единиц измерения
- Точность
- Значащие цифры
- Викторина: точность и значащие цифры
- Традиционная система США
- Расчет измерений базовых фигур
- Викторина: Расчет размеров базовых фигур
- Графики
- Гистограммы
- Викторина: гистограммы
- Линейные графики
- Викторина: линейные графики
- Круговые диаграммы или круговые диаграммы
- Введение в графики
- Викторина: круговые диаграммы или круговые диаграммы
- Графики координат
- Викторина: Графики координат
- Вероятности и статистика
- Викторина: Статистика
- Вероятность
- Викторина: Вероятность
- Статистика
- Серия номеров
- Арифметические прогрессии
- Геометрические прогрессии
- Викторина: арифметические прогрессии и геометрические прогрессии
- Переменные Алгебраические выражения и простые уравнения
- Викторина: переменные и алгебраические выражения
- Решение простых уравнений
- Викторина: Решение простых уравнений
- Переменные и алгебраические выражения
- Текстовые задачи
- Ключевые слова
- Викторина: Процесс решения и ключевые слова
- Процесс решения
- Базовые тесты по математике
Группы чисел
При выполнении основных математических операций вы работаете с множеством различных групп чисел. Чем больше вы знаете об этих группах, тем легче их понять и с ними работать.
- Натуральные или счетные числа: 1, 2, 3, 4, …
- Целые числа: 0, 1, 2, 3, 4, …
- Целые числа: … –3, –2, –1, 0, 1, 2, 3, …
- Отрицательные целые числа: … –3, –2, –1
- Целые положительные числа: 1, 2, 3, … (натуральные числа)
- Нечетные числа; целые числа, не делящиеся на 2:
- … – 5, – 3, – 1, 1, 3, 5, …
- Четные числа: Целые числа, делящиеся на 2:
- … – 6, – 4, – 2, 2, 4, 6, …
- Рациональные числа: Дроби, такие как или . Все целых чисел являются рациональными числами; например, цифра 5 может быть записана как . Все рациональные числа можно записать в виде дробей, где a — целое число, а b — натуральное число. И конечные десятичные дроби (например, 0,5), и повторяющиеся десятичные дроби (например, 0,333…) также являются рациональными числами, поскольку в этой форме их можно записать в виде дробей.
- Иррациональные числа: Числа, которые нельзя записать в виде дробей, где a – целое число, а b – натуральное число. (греческая буква пи) являются примерами иррациональных чисел.
Предыдущий Группировка символов и порядок операций
Следующий Викторина: Группы чисел
Вернуться к началу
Адам Беде
был добавлен в ваш список для чтения
!
OkUndo
Управление моим списком чтения×
Адам Беде
добавлен в ваш список чтения
!
Хорошо Управление списком чтения×
Удаление #книги# из вашего списка для чтения также удалит все закладки страниц, связанных с этим заголовком.
Вы уверены, что хотите удалить #bookConfirmation# и любые соответствующие закладки?
Удалить
Отменить
×
УДАЛЕННЫЙБазовая математика | Раздел Объяснение
Поиск по моему сайту:
Поделись этой страницей!
Деление как многократное вычитание
Деление является обратным умножению.
При умножении мы хотим узнать сумму групп чисел .
В приведенном ниже примере мы хотим узнать сумму 4 групп по 8 .
При делении мы хотим разделить сумму на несколько групп и узнать, сколько человек в каждой группе.
В приведенном ниже примере мы хотим узнать, сколько человек в каждой группе, если мы разделим 72 на 4 равные группы?
(Часть 2) Подробнее о разделе
Словарь раздела
Раздел с остатком
Длинный раздел
Посмотрите видео с обзором отдела.
Деление также можно объяснить следующим образом: мы хотим разделить сумму на группы определенного числа и хотим знать, сколько имеется групп.
В приведенном ниже примере мы хотим узнать, сколько групп по 4 можно получить из 36?
Распечатайте и вырежьте эти карточки.
Содержание
Разделить на равные группы
Вот как вы научите своего ребенка делить число на равные группы.
Разделим 12 на 3 равные группы. Сколько в каждой группе?
Дайте ребенку 12 жетонов (для иллюстрации я буду использовать морские ракушки) и разделите их следующим образом:
- Начните с 12.
(Не обязательно ставить их в ряд.)
2. Возьмите один кусок и отложить в сторону.
3. Возьмите еще один кусок и положите его во вторую стопку.
4. Возьмите следующий кусок и положите его в третью стопку.
Теперь у нас есть 3 стопки или группы.
5. Положите четвертую часть обратно в первую стопку.
Продолжайте помещать фишку в каждую группу, пока не будут израсходованы все 12 жетонов.
В каждой группе будет по 4 счетчика, поэтому 12 разделить на 3 равно 4.
Запишите это так: 12 ÷ 3 = 4
Содержание
Разделите число на группы
Здесь это еще один способ разделить.
Разделите 12 на группы по 3 человека. Сколько групп я получу? Другими словами, сколько троек входит в число 12?
Дайте ребенку 12 фишек, затем разделите их следующим образом:
1. Начните с 12.
2. Сгруппируйте их по три.
Вы получите 4 группы.
Еще раз, 12 разделить на 3 равно 4. Или 4 группы троек образуют 12.
Запишите это так: 12 ÷ 3 = 4
Деление как многократное вычитание
повторное вычитание.
Например, 12 ÷ 4 означает, сколько раз можно вычесть 4 из 12?
Резюме
Подробнее о дивизионе
Словарь от дивизии
Дивизион с оставшимся
Длинной дивизион
Факторы, наибольший общий фактор
Факторы.