對合
一般性質(zhì)
對合是雙射。
恒等映射是一個對合的平凡例子。數(shù)學中更常見的有趣對合例子包括算術中的乘以?1 和取倒數(shù),集合論中的補集,和復共軛。
其他例子包括圓反演、ROT13變換,和 Beaufort 多字母表密碼.
歐幾里得幾何中的對合
三維歐幾里得空間中對合的簡單例子是對一個平面的反射。做兩次反射就回到了起點。
這個變換是仿射對合的特殊情況。
線性代數(shù)中的對合
在線性代數(shù)中,對合是線性算子 T 使得 T 2 = I {\displaystyle T^{2}=I} 。除了有特征 2,這種算子可對角化為在對角線上有 1 和 -1。如果這個算子是正交的(正交對合),它是正交可對角化的。
對合有關于冪等;如果 2 是可逆的,(在特征不是 2 的領域中),它們是等價的。
環(huán)論中的對合
在環(huán)論中,對合通常意味著是自己逆函數(shù)的自同態(tài)。例子包括復共軛和矩陣的轉(zhuǎn)置。
群論中的對合
在群論中,一個群的元素是對合,如果它的階為2;也就是說,對合是一個元素a,使得a ≠ e且a = e,其中e是單位元。這個定義原來與以上的定義沒有任何不同,因為群的元素總是從一個集合到它本身的雙射,也就是說,“群”的意思是“置換群”。到了19世紀末,群的定義變得更加廣泛,相應地,對合也變得更加廣泛。由一個對合通過復合函數(shù)生成的雙射群,與循環(huán)群C2同構(gòu)。
一個置換是對合,當且僅當它可以寫成一個或多個不重合的對換的乘積。
群的對合對群的結(jié)構(gòu)有很大影響。對合的研究在有限單群分類中是十分有用的。
數(shù)理邏輯中的對合
在布爾代數(shù)中補運算是對合。因此在經(jīng)典邏輯中的否定滿足“雙重否定律”: ??A 等價于 A。
一般在非經(jīng)典邏輯中,滿足雙重否定律的的否定叫做對合性的。在代數(shù)語義中,這樣的否定被實現(xiàn)為在邏輯真值的代數(shù)上對合。有對合性否定的邏輯的例子有 Kleene 和 Bochvar 的三值邏輯、?ukasiewicz 多值邏輯、模糊邏輯IMTL 等。對合性否定有時作為額外的連結(jié)詞而增加到有非對合性否定的邏輯中;比如形式模糊邏輯。
否定的對合性是邏輯和對應的代數(shù)簇的重要特征性質(zhì)。例如,對合性否定從Heyting代數(shù)中特征化出了布爾代數(shù)。相應的,經(jīng)典布爾邏輯可印發(fā)自直覺邏輯加上雙重否定律。
對合的總數(shù)
在有 n = 0, 1, 2, … 個元素的集合上對合的數(shù)目給出自遞推關系:
這個序列的前幾項是 1, 1, 2, 4, 10, 26, 76, 232 (OEIS中的數(shù)列A000085)。
參見
自同構(gòu)
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