群
代数系が次の性質を満たすとき群(group)と呼びます。
閉包性(closure)
集合の任意の要素a、bに対し、演算c = a・b が定義され、cは集合の要素となる。
∀a,∀b,∃c a・b = c
結合律(connectivity)
演算は実行の順序によらない。
∀a,∀b,∀c (a・b)・c = a・(b・c)
体
集合Fに和と積の二種類の演算が定義され、以下の条件を満たすとき体とよびます。
Fは和に関して可換群となる。
Fは積に関して和の単位元以外の要素に対して可換群となる。
和と積に関して以下の分配律を満たす。
a・(b
+ c) = a・b + a・c
有限体の例
素数pに対し、Zp = ({0,1,2,...,p-1}、+ mod p、・ mod p)は体になります。
有限群
有限の要素から構成される群を有限群と呼びます。
モードpの加算のもとで[0,1,2,3....,p-1]は群となる。また、pが素数の時、[1,2,3....,p-1]はモードpの乗算で群となる。
pが素数でないと、モードpの乗算では群になりません。
複素数体
複素数は体になります。a + b・i の和の逆元は -a - b・i で、積の逆元は、(1/( a2 + b2 ))(a - b ・i)
です。
逆元と方程式
次の方程式を考えます。a,x,cを乗算に関する群の要素とします。
a.x =
c
a の逆元 a-1 が存在すれば、これを両辺にかければ、
x = a-1 .c