近世代数电子教案

近世代数电子教案第一章基本概念在普通代数里，我们计算的对象是数，计算的方法是加、减、乘、除。数学渐渐进步，我们发现，可以对于若干不是数的事物，用类似普通计算的方法加以计算。这种例子我们在高等代数里已经看到很多，例如对于向量、矩阵、线性变换等就都可以进行运算。近世代数（抽象代数）的主要内容就是研究所谓代数系统，即带有运算的集合。近世代数在数学的其它分支和自然科学的许多部门里都有重要的应用。近二十多年来，它的一些成果更被直接应用于某些新兴的技术。我们在高等代数里已经初步接融到的群、环、域是三个最基本的代数系统。在本书里我们要对这三个代数系统做略进一步的介绍。在这一章里，我们先把常要用到的基本概念介绍一下。这些基本概念中的某一些，例如集合和影射，在高等代数里已经出现过。但是为了完整起见，我们不得不有所重复。§1.1集合●课时安排约1课时●教学内容(《近世代数基础》张禾瑞著，《近世代数》徐德余、唐再良等编著)集合的概念，元素，空集合，集合与集合之间的包含、交、并、积，子集的概念例题：例1A={1.2.3}B={2.5.6}那么A∩B={2}A={1.2.3}B={4.5.6}那么A∩B=空集合例2A={1.2.3}B={2.4.6}那么A∪B={1.2.3.4.6}A={1.2.3}B={4.5.6}那么A∪B={1.2.3.4.5.6}习题选讲P41●教学难点元素与集合的关系（属于）集合与集合的关系（包含）●教学要求掌握集合元素、子集、真子集。集合的交、并、积概念●布置作业P42●教学辅导精选习题：（侧重概念性、技巧性的基本问题）1.BA,但B不是A的真子集，这个情况什么时候才能出现？§1.2映射●课时安排约1课时●教学内容(《近世代数基础》张禾瑞著，《近世代数》徐德余、唐再良等编著)映射，象，原象，映射相同的定义及映射的表示方法例1：A1=A2=....=AN=D=所有实数作成的集合φ：（a1,a2,……,an）→a12+a22+……+an2=φ(a1,a2,…,an)是一个A1×A2×…×AN到D的映射例2：A1={东西},A2={南}，D={高低}φ1：（西南）→高=φ1（西南）不是一个A1×A2到D的映射φ2（西南）→高，（东南）→低，则φ2是一个A1×A2到D的映射例3：A1=D=所有实数所成的集合φ：a→a若a≠1→b这里b2=1不是一个A1到D的映射例4：A1=D=所有实数所成的集合φ：a→a-1不是一个A1到D的映射例5：A=D=所有正整数的集合φ1：a→1=φ1（a）φ2:a→a0=φ2（a）则φ1与φ2是相同的●教学重点映射的定义及象与原象的定义，映射相同的定义。●教学难点映射定义，应用该定义应注意几点，如课本P6注意五条●教学要求掌握映射的定义及应注意的几点问题，象，原象的定义理解映射的相同的定义●布置作业P61P72●教学辅导精选习题：1A={1,2,3,…,100},找一个A×A到A的映射2在上题到的映射之下，是不是A的每一元都是A×A的一个元●课时安排约1课时●教学内容影射的定义、象、逆象定义假如通过一个法则§1.3代数运算●课时安排约1课时●教学内容代数运算的定义，二元运算的定义。及代数运算的表示方法。例题:例1：A={所有整数}，B={所有不等于零的整数}。D={所有有理数}0：（a.b）ba=ab是一个A×B到D的代数运算，即普通的除法例2：令V是数域F上一个向量空间，那么F的数与V的向量空间的乘法是一个F×V到V的代数运算例3：A={1},B={2},D={奇，偶}0：（1.2）→奇=12是一个A×B到D的代数运算例4A={1.2},B={1.2},D={奇，偶}0：（1.1）→奇（2.2）→奇（1.2）→奇（2.1）→偶是一个A×B到D的代数运算●教学重点代数运算的应用，对代数运算的理解，既以上四道例题●教学难点代数运算符号与映射合成运算符号的区别●教学要求掌握代数运算的应用●布置作业P92●教学辅导精选习题：A={a,b,c}.规定A的两个不同的代数运算（用运算符表示）§1.4结合律●课时安排约1课时●教学内容(《近世代数基础》张禾瑞著，《近世代数》徐德余、唐再良等编著)代数运算的结合律的定义及其推广例题:A={所有整数}，代数运算是普通减法这（a-b）-c≠a-(b-c)除非c=0●教学重点代数运算的结合律一般地（ab）c≠a(bc)●教学难点结合率的推广及满足结合律的代数运算的定义●教学要求掌握代数运算的一般结合运算，理解几个元素作代数运算的特点.●布置作业P121.2.3●教学辅导精选习题：A={a,b,c}由表abcaabcbbdaccab所给的代数运算适不适合结合律?§1.5交换律●课时安排约1课时●教学内容(《近世代数基础》张禾瑞著，《近世代数》徐德余、唐再良等编著)代数运算的结合律定理：假如一个集合A的代数运算同时适合结合律与交换律，那么在a1a2…an里，元的次序可以掉换。●教学重点对定理的理解与证明●教学要求理解代数运算的结合律●布置作业P141.2.….●教学辅导精选习题：A={a,b,c,d}由表abcdaabcdbbdacccabdddcab所给的代数运算适合不适合交换律§1.6分配律●课时安排约1课时●教学内容(《近世代数基础》张禾瑞著，《近世代数》徐德余、唐再良等编著)代数运算与的第一分配律和第二分配律的定义，以及的结合律与这两种分配律的综合运用例题：假如B与A都是全体实数的集合，和就是普通的乘法和加法，则b(a1a2)=(ba1)(ba2)就变为b(a1+a2)=(ba1)+(ba2)●教学难点两种分配律与的结合律的综合应用●教学要求掌握并能应用分配律与结合律的综合应用●布置作业P16习题●教学辅导一、掌握两个等式b(a1…an)=(ba1)…(ban)(a1…an)b=(a1b)…(anb)二、精选习题假定.是A的两个代数运算，并且适合结合律，.适合两个分配律证明：（a1b1）(a1b2)(a2b1)(a2b2)=（a1b1）(a2b1)(a1b2)(a2b2)§1.7一一映射、变换●课时安排约1课时●教学内容(《近世代数基础》张禾瑞著，《近世代数》徐德余、唐再良等编著)满射，，单射，一一映射的定义。逆映射的定义集一一变换，满射变换，单射变换的意义。例1：A={1，2，3，4，5}A={2，4，6，8}则φ：12，24，36，42，52。是一个A到A的映射例2：A={1，2，3，…}A={奇，偶}则φ：1，3，5，…奇，2，4，6…偶是一个A到A的映射例3：A={1，2，3，…}，A={2，4，6，…}，那么φ：12，24，…是一个A与A间的一一映射例4：A={所有实数}。τ：Xex是A的一个单射变换例5：A={所有整数}。τ：a2a假如a是偶数a21a假如a是奇数是A的一个满射变换例6：A={1，2，3}τ1：11，22，33τ2：12，23，31都是A的一一变换●教学难点满射，，单射，一一映射及逆映射的定义●教学要求掌握满射，，单射，一一映射及逆映射的定义。理解满射，，单射，一一映射及逆映射的定义●布置作业P191，2●教学辅导精选习题：1A={所有大于0的实数}，A={所有实数}，找一个A与A的一一映射2假定φ是A与A间的一个一一映射，a是A一个元,φ-1[φ（a）]=?φ[φ-1（a）]=?§1.8同态●课时安排约1课时●教学内容(《近世代数基础》张禾瑞著，《近世代数》徐德余、唐再良等编著)同态映射的定义，同态满射的定义以及定理1和定理2例1：φ：a1(a是A的任一元)是一个A到A的同态映射，φ1是一个A到A的映射，显然对于的任意两个整数a和b来说，有a1,b1,a+b1=1×1例2：φ2：a1若a是偶数a-1若a是奇数φ2是一个A到A的满射的同态映射例3：φ3：a-1(a是A的任一元)固然是一个A到A的映射，但不是同态映射Th1：假设对于代数运算和来说，A与A同态，那么Ⅰ）若适合结合律，也适合结合律Ⅱ）若适合交换律，也适合交换律。Th2：假定，，都是集合A的代数运算，，都是集合A的代数运算，并且存在一个A到A的满射φ，使得A与A对于代数运算，来说同态。对于代数运算，来说也是同态，那么Ⅰ）若，适合第一分配律，，也适合第一分配律Ⅱ）若，适合第一交换律，，也适合第一交换律●教学难点同态映射在比较两个集合时的结果既定理1和定理2●教学重点同态映射，同态映射的定义●教学要求掌握同态映射、同态满射的定义及应用●布置作业P231，2●教学辅导§1.9同构、自同构●课时安排约1课时●教学内容(《近世代数基础》张禾瑞著，《近世代数》徐德余、唐再良等编著)同构与自同构的定义，以及同构映射在比较集合时的效果例1：A={1，2，3}.A={4，5，6}.123456133346662333566633336666各是A与A的代数运算与的表，那么14，25，36，是一个A与A之间的同构映射例2：A={1，2，3}代数运算由下表给定：123133323333333那么φ：12，21，33是一个对于来说的A的自同构●教学重点同构映射的定义以及在比较集合时的效果●教学要求掌握同构映射与自同构的定义●布置作业P261，2●教学辅导精选习题A={所有有理数},A的代数运算是普通加法，A={所有≠0的有理数}。A的代数运算是普通乘法。证明：对于给定的代数运算来说，A与A间没有同构映射存在§8同态●课时安排约1课时●教学内容(《近世代数基础》张禾瑞著，《近世代数》徐德余、唐再良等编著)同态映射的定义，同态满射的定义以及定理1和定理2例1：φ：a1(a是A的任一元)是一个A到A的同态映射，φ1是一个A到A的映射，显然对于的任意两个整数a和b来说，有a1,b1,a+b1=1×1例2：φ2：a1若a是偶数a-1若a是奇数φ2是一个A到A的满射的同态映射例3：φ3：a-1(a是A的任一元)固然是一个A到A的映射，但不是同态映射Th1：假设对于代数运算和来说，A与A同态，那么Ⅰ）若适合结合律，也适合结合律Ⅱ）若适合交换律，也适合交换律。Th2：假定，，都是集合A的代数运算，，都是集合A的代数运算，并且存在一个A到A的满射φ，使得A与A对于代数运算，来说同态。对于代数运算，来说也是同态，那么Ⅰ）若，适合第一分配律，，也适合第一分配律Ⅱ）若，适合第一交换律，，也适合第一交换律●教学难点同态映射在比较两个集合时的结果既定理1和定理2●教学重点同态映射，同态映射的定义●教学要求掌握同态映射、同态满射的定义及应用●布置作业P231，2●教学辅导精选习题§1.10等价关系与集合的分类●课时安排约1课时●教学内容(《近世代数基础》张禾瑞著，《近世代数》徐德余、唐再良等编著)关系与等价关系的定义，分类的定义。代表及全体代表的定义。模n的剩余类的定义例：A={所有实数}R:(a,b)对，若是b-a是正的(a,b)错，若是b-a不是正的是A的元间的一个关系●教学重点等价关系模n的剩余类●教学难点模n的剩余类●教学要求掌握等价关系的定义，理解模n的剩余类●布置作业P303●教学辅导一、掌握等价关系，即集合A的元间的一个关系～叫做一个等价关系。如果～满足以下规律：Ⅰ：反射律：a～a，不管a是A的那一个元Ⅱ：对称律：a～bb～aⅢ，推移律：a～b,b～ca～c二、精选习题：依照书P29例3规定整数间的关系ab(-5)。证明你所规定的是一个等价关系，并且找出模-5的剩余类