군의 종류

(2025-04-23)

Cyclic Group, 순환 군, Semi-group, 반군, Monoid, 모노이드, 덧셈군, 곱셈군


1. ( 보다 약한 공리를 갖는 군들)

  ㅇ 반 군 (半群, Semi Group)  :  결합적 이항연산을 갖는 집합 
     - 하나의 이항연산에 대해, `닫힘성` 및 `결합법칙` 만이 성립
        . 例) `이항연산`,`결합법칙`이라는 두 요소로 이루어짐
           .. 자연수의 덧셈 반군 : (1 + 2) + 3 = 1 + (2 + 3)
           .. 행렬의 곱셈 반군 : (A * B) * C = A * (B * C) 

  ㅇ 모노이드 (Monoid)  :  이항연산에 대해 항등원을 갖는 반군
     - 반군에 추가적으로 항등원도 갖는 경우 (항등원 있는 반군)
        . 例) `0`과 자연수 전체의 집합
           .. 자연수는 덧셈에 대해 반군 구조(이항연산 닫힘성, 결합법칙 성립)이며,
           .. 이에 항등원 0도 갖게되면, 모노이드가 됨

  ㅇ 한편, 모노이드에 추가적으로, 임의 원소의 역원까지도 갖으려면,  => 군(群)이 됨
     * 즉,  반군  >  모노이드  >    >  가환군

  ※ (요약) 
     - 반군  :  (닫힘성,결합법칙)
     - 모노이드  :  (닫힘성,결합법칙,항등원)
     -   :  (닫힘성,결합법칙,항등원,역원)
     - 가환군  :  (닫힘성,결합법칙,항등원,역원,교환법칙)


2. 의 종류

  ㅇ 유한 군, 무한 군 
     - 유한 군 (Finite Group)   : 의 원소 개수가 유한 
        . 例) 순환군 Cn, 대칭군 Sn, 행렬GL(n,Zp) 등
     - 무한 군 (Infinite Group) : 의 원소 개수가 무한
        . 例) (Z,+), (Q,·) 처럼 수체계로 만들어지는 은 모두 무한  임
     * 원소의 개수 => 위수 (Order)

  ㅇ 순환 군 (Cyclic Group)
     - 한 원소로 의 모든 원소를 나타낼 수 있는 
        . 즉, G = { an | n ∈ ℤ }이 되는 원소 a가 존재하는 
           .. 하나의 원소 a를 반복 연산으로 생성 가능한 군
           .. 이때, 원소 a를 생성원(generator) 이라고 함 
     - 표기
        . 원소 a(생성원)에 의해 생성되는 순환군  :  < a >
        . 위수 n인 순환군  :  Cn
     - 특징
        . 항상 아벨 군(교환법칙 만족)
        . 순환군은  중에서 구조가 가장 단순하여, 이론 전개에 자주 사용

  ㅇ 가환 군 (Communtative Group) 또는 아벨 군 (Abelian Group)
     - 에 관한 4가지 공리에다가 추가적으로,
     - 교환법칙도 만족하는 
        . 즉, 모든 a,b ∈ G 에 대해, a b = b a
     - 例) 정수 (Z,+), 유리수[수학] (Q,+), 유클리드 공간 (Rn,+)

  ㅇ 덧셈 군 (Additive Group)
     - 군의 이항 연산이, 덧셈 연산으로써, 가환 조건을 만족하는 군
        . 덧셈 군 (G,+)의 항등원은, 0 로 나타냄
     - 대부분 가환 군인 경우가 많음
     - 표기 : 보통 (G,+) 형태로 표기
     - 例) (Z,+), (R,+), (Q,+)

  ㅇ 곱셈 군 (Multiplicative)
     - 이항 연산이, 곱셈 연산
        . 곱셈 군 (G,*)의 항등원은, 1 로 나타냄
        . 0은 포함되지 않음 (0의 역원이 없기 때문)
     - 특히, 체 또는 환의 비영 원소들이 모여 곱셈에 대해 군을 이루는 경우
        . 항등원 존재 : 1
        . 역원 존재 : a x a-1 = 1
        . 결합법칙 성립 : a x (b x c) = (a x b) x c
        . 닫힘성 : 곱셈군의 원소들끼리 곱하면, 그 결과도 곱셈군의 원소가 됨
     - 표기 : 보통 (G, ⋅) 혹은 G* 로 표기
     - 例) (R*, ⋅), (Q*, ⋅), Z*p​

  ㅇ 부분 군 (Subgroup) 
     -  G의 부분집합으로,  G와 같은 연산 구조를 갖는 군

  ㅇ 대칭 군 (Symmetric Group)
     - n개 원소 집합의 모든 치환으로 만들어지는 원소를 집합으로 갖는 

군(Group)
1. 군(Group)   2. 군 용어   3. 군의 종류   4. 가환군   5. 부분군   6. 대칭성   7. 대칭 군   8. 대칭 조작   9. 치환  

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