Элементарная алгебра — это основная форма алгебры, преподаваемая в школе, которая изучает математические утверждения с использованием переменных для неопределенных значений. Она стремится определить, для каких значений утверждения верны. Для этого она использует различные методы преобразования уравнений для изоляции переменных. Линейная алгебра — это тесно связанная область, исследующая переменные, которые появляются в нескольких линейных уравнениях , называемых системой линейных уравнений . Она предоставляет методы для нахождения значений, которые решают все уравнения в системе одновременно, и для изучения множества этих решений.
Абстрактная алгебра изучает алгебраические структуры, которые состоят из набора математических объектов вместе с одной или несколькими операциями, определенными на этом наборе. Это обобщение элементарной и линейной алгебры, поскольку она допускает математические объекты, отличные от чисел и неарифметических операций. Она различает различные типы алгебраических структур, такие как группы , кольца и поля , на основе количества операций, которые они используют, и законов, которым они следуют . Универсальная алгебра предоставляет общую основу для исследования абстрактных моделей, которые характеризуют различные классы алгебраических структур.
Алгебраические методы впервые были изучены в античный период для решения конкретных задач в таких областях, как геометрия . Последующие математики исследовали общие методы решения уравнений независимо от их конкретных приложений. Они описывали уравнения и их решения с помощью слов и сокращений до 16-го и 17-го веков, когда был разработан строгий символический формализм. В середине 19-го века сфера алгебры расширилась за пределы теории уравнений, чтобы охватить различные типы алгебраических операций и структур. Алгебра имеет отношение ко многим разделам математики, таким как геометрия, топология , теория чисел и исчисление , а также к другим областям исследования, таким как логика и эмпирические науки .
Определение и этимология
Алгебра — это раздел математики, изучающий алгебраические структуры и операции [a], которые они используют. [2] Алгебраическая структура — это непустое множество математических объектов , таких как целые числа , вместе с алгебраическими операциями, определенными на этом множестве, такими как сложение и умножение . [3] Алгебра изучает законы, общие характеристики и типы алгебраических структур. В рамках определенных алгебраических структур она изучает использование переменных в уравнениях и то, как манипулировать этими уравнениями. [4] [b]
Алгебра часто понимается как обобщение арифметики . [8] Арифметика изучает такие операции, как сложение, вычитание , умножение и деление , в определенной области чисел, например, действительных числах. [9] Элементарная алгебра составляет первый уровень абстракции. Как и арифметика, она ограничивает себя определенными типами чисел и операций. Она обобщает эти операции, допуская неопределенные количества в виде переменных в дополнение к числам. [10] Более высокий уровень абстракции находится в абстрактной алгебре , которая не ограничивается определенной областью и исследует алгебраические структуры, такие как группы и кольца . Она выходит за рамки типичных арифметических операций, также охватывая другие типы операций. [11] Универсальная алгебра еще более абстрактна в том смысле, что она не интересуется конкретными алгебраическими структурами, а исследует характеристики алгебраических структур в целом. [12]
Слово алгебра происходит от арабского термина الجبر ( al-jabr ), который первоначально относился к хирургическому лечению вправления костей . В IX веке термин получил математическое значение, когда персидский математик Мухаммад ибн Муса аль-Хорезми использовал его для описания метода решения уравнений и использовал его в названии трактата по алгебре al-Kitāb al-Mukhtaṣar fī Ḥisāb al-Jabr wal-Muqābalah [ The Compendious Book on Calculation by Completion and Balancing ], который был переведен на латынь как Liber Algebrae et Almucabola . [c] Слово вошло в английский язык в XVI веке из итальянского , испанского и средневековой латыни . [18] Первоначально его значение ограничивалось теорией уравнений , то есть искусством манипулирования полиномиальными уравнениями с целью их решения. Это изменилось в 19 веке [d], когда сфера алгебры расширилась, чтобы охватить изучение различных типов алгебраических операций и структур вместе с их базовыми аксиомами , законами, которым они следуют. [21]
Основные отрасли
Элементарная алгебра
Элементарная алгебра, также называемая школьной алгеброй, колледжной алгеброй и классической алгеброй, [22] является старейшей и самой базовой формой алгебры. Это обобщение арифметики , которое опирается на переменные и изучает, как математические утверждения могут быть преобразованы. [23]
Арифметика — это изучение числовых операций, изучающее, как числа объединяются и преобразуются с помощью арифметических операций сложения , вычитания , умножения , деления , возведения в степень , извлечения корней и логарифма . Например, операция сложения объединяет два числа, называемые слагаемыми, в третье число, называемое суммой, как в . [9]
Элементарная алгебра опирается на те же операции, допуская переменные в дополнение к обычным числам. Переменные являются символами для неопределенных или неизвестных величин. Они позволяют устанавливать отношения, для которых неизвестны точные значения, и выражать общие законы, которые верны, независимо от того, какие числа используются. Например, уравнение относится к арифметике и выражает равенство только для этих конкретных чисел. Заменяя числа переменными, можно выразить общий закон, который применяется к любой возможной комбинации чисел, как коммутативное свойство умножения , которое выражается в уравнении . [23]
Алгебраические выражения формируются с помощью арифметических операций для объединения переменных и чисел. По соглашению строчные буквы , и представляют переменные. В некоторых случаях добавляются нижние индексы для различения переменных, как в , и . Строчные буквы , и обычно используются для констант и коэффициентов . [e] Выражение представляет собой алгебраическое выражение, созданное путем умножения числа 5 на переменную и добавления числа 3 к результату. Другими примерами алгебраических выражений являются и . [25]
Некоторые алгебраические выражения принимают форму утверждений, которые связывают два выражения друг с другом. Уравнение — это утверждение, сформированное путем сравнения двух выражений, утверждающее, что они равны. Это можно выразить с помощью знака равенства ( ), как в . Неравенства включают другой тип сравнения, утверждающий, что две стороны различны. Это можно выразить с помощью таких символов, как знак «меньше» ( ), знак «больше» ( ) и знак неравенства ( ). В отличие от других выражений, утверждения могут быть истинными или ложными, и их истинностное значение обычно зависит от значений переменных. Например, утверждение истинно, если равно либо 2, либо −2, и ложно в противном случае. [26] Уравнения с переменными можно разделить на уравнения тождества и условные уравнения. Уравнения тождества истинны для всех значений, которые могут быть присвоены переменным, например, уравнение . Условные уравнения истинны только для некоторых значений. Например, уравнение истинны, только если равно 5. [27]
Основная цель элементарной алгебры — определить значения, для которых утверждение является истинным. Этого можно достичь, преобразуя и манипулируя утверждениями в соответствии с определенными правилами. Ключевой принцип, определяющий этот процесс, заключается в том, что любая операция, применяемая к одной стороне уравнения, также должна быть применена к другой стороне. Например, если вычесть 5 из левой стороны уравнения, то нужно также вычесть 5 из правой стороны, чтобы сбалансировать обе стороны. Целью этих шагов обычно является выделение интересующей переменной с одной стороны, процесс, известный как решение уравнения для этой переменной. Например, уравнение можно решить, добавив 7 к обеим сторонам, что изолирует левую сторону и приводит к уравнению . [28]
Существует множество других методов решения уравнений. Упрощение используется для замены сложного выражения эквивалентным более простым. Например, выражение можно заменить выражением так как по свойству дистрибутивности. [29] Факторизация используется для переписывания выражения в виде произведения нескольких множителей. Этот метод обычно используется для определения значений многочлена [ f] , которые оцениваются как ноль . Например, многочлен можно разложить на множители как . Многочлен в целом равен нулю тогда и только тогда, когда один из его множителей равен нулю, т. е. если равно либо −2, либо 5. [31] Для утверждений с несколькими переменными подстановка является распространенным методом замены одной переменной эквивалентным выражением, которое не использует эту переменную. Например, если известно, что, то можно упростить выражение, чтобы получить . Аналогичным образом, если известно значение одной переменной, можно использовать его для определения значений других переменных. [32]
Алгебраические уравнения можно интерпретировать геометрически, чтобы описать пространственные фигуры в виде графика . Для этого различные переменные в уравнении понимаются как координаты , а значения, которые решают уравнение, интерпретируются как точки графика. Например, если в уравнении установлено значение ноль , то должно быть −1, чтобы уравнение было истинным. Это означает, что -пара является частью графика уравнения. -пара , напротив, не решает уравнение и, следовательно, не является частью графика. Граф охватывает совокупность -пар, которые решают уравнение. [33]
Полиномы
Полином — это выражение, например,
которое является суммой членов, которые являются произведениями коэффициента (часто числа) и произведения неотрицательных целых степеней переменных (часто называемых неопределенными). Моном — это полином с одним членом, в то время как двух- и трехчленные полиномы называются биномами и триномами. Степень полинома — это максимальное значение (среди его членов) суммы показателей степеней переменных (4 в приведенном выше примере). [34] Полиномы первой степени называются линейными полиномами . Линейная алгебра изучает системы линейных полиномов. [35] Полином называется одномерным или многомерным , в зависимости от того, использует ли он одну или несколько переменных. [36]
До 19 века большая часть алгебры была посвящена полиномиальным уравнениям , то есть уравнениям, полученным путем приравнивания полинома нулю. Первые попытки решения полиномиальных уравнений состояли в выражении решений в терминах корней n- й степени . Решение полиномиального уравнения второй степени вида дается квадратной формулой [37]
Решения для степеней 3 и 4 даются кубическими и четвертыми формулами. Общих решений для более высоких степеней не существует, что было доказано в 19 веке так называемой теоремой Абеля–Руффини . [38]
Основная теорема алгебры утверждает, что каждое (одномерное) полиномиальное уравнение положительной степени с действительными или комплексными коэффициентами имеет по крайней мере одно комплексное решение. Следовательно, каждый полином положительной степени может быть разложен на линейные полиномы. Эта теорема была доказана в начале 19 века, но это не закрывает проблему, поскольку теорема не дает никакого способа вычисления решений. [39]
Линейная алгебра
Линейная алгебра использует методы элементарной алгебры для изучения систем линейных уравнений . [40] [g] Уравнение является линейным, если его можно выразить в виде , где , , ..., и являются константами. Это означает, что никакие переменные не умножаются друг на друга и никакие переменные не возводятся в степень, большую единицы. Например, уравнения и являются линейными, в то время как уравнения и являются нелинейными . Несколько уравнений образуют систему уравнений, если все они опираются на один и тот же набор переменных. [42]
Системы линейных уравнений часто выражаются через матрицы [h] и векторы [i] для представления всей системы в одном уравнении. Это можно сделать, переместив переменные в левую часть каждого уравнения и переместив постоянные члены в правую часть. Затем система выражается путем формулирования матрицы, содержащей все коэффициенты уравнений, и умножения ее на вектор-столбец, составленный из переменных. [45] Например, система уравнений
может быть записана как
Как и элементарная алгебра, линейная алгебра интересуется манипулированием и преобразованием уравнений для их решения. Она выходит за рамки элементарной алгебры, имея дело с несколькими уравнениями одновременно и ища значения, для которых все уравнения истинны одновременно. Например, если система состоит из двух уравнений, а затем используются значения 1 и 3 для и не решает систему уравнений, потому что она решает только первое, но не второе уравнение. [46]
Два центральных вопроса в линейной алгебре: имеет ли система уравнений какие-либо решения и, если да, имеет ли она единственное решение. Система уравнений не имеет решений, если она несовместима , то есть два или более уравнений противоречат друг другу. Например, уравнения и противоречат друг другу, поскольку не существует значений и , которые решают оба уравнения одновременно. Только непротиворечивые системы уравнений имеют решения. [47]
Имеет ли непротиворечивая система уравнений единственное решение, зависит от числа переменных и независимых уравнений . Несколько уравнений независимы друг от друга, если они не предоставляют одну и ту же информацию и не могут быть выведены друг из друга. Единственное решение существует, если число переменных равно числу независимых уравнений. Недоопределенные системы , напротив, имеют больше переменных, чем независимых уравнений, и имеют бесконечное число решений, если они непротиворечивы. [48]
Многие методы, используемые в элементарной алгебре для решения уравнений, также применяются в линейной алгебре. Метод подстановки начинается с одного уравнения и изолирует в нем одну переменную. Он переходит к следующему уравнению и заменяет изолированную переменную найденным выражением, тем самым уменьшая количество неизвестных переменных на единицу. Он снова применяет тот же процесс к этому и оставшимся уравнениям, пока не будут определены значения всех переменных. [49] Метод исключения создает новое уравнение, добавляя одно уравнение к другому уравнению. Таким образом, можно исключить одну переменную, которая появляется в обоих уравнениях. Для системы, содержащей уравнения и , можно исключить, добавив первое ко второму уравнению, тем самым обнаружив, что равно 13. В некоторых случаях уравнение необходимо умножить на константу перед добавлением его к другому уравнению. [50] Многие передовые методы реализуют алгоритмы, основанные на матричных вычислениях, такие как правило Крамера , исключение Гаусса-Жордана и разложение LU . [51]
Системы уравнений можно интерпретировать как геометрические фигуры. Для систем с двумя переменными каждое уравнение представляет собой линию в двумерном пространстве . Точка пересечения двух линий является решением всей системы, поскольку это единственная точка, которая решает как первое, так и второе уравнение. Для несовместных систем две линии идут параллельно, что означает, что решения нет, поскольку они никогда не пересекаются. Если два уравнения не являются независимыми, то они описывают одну и ту же линию, что означает, что каждое решение одного уравнения является также решением другого уравнения. Эти соотношения позволяют искать решения графически, строя уравнения и определяя, где они пересекаются. [52] Те же принципы применимы и к системам уравнений с большим количеством переменных, с той разницей, что уравнения описывают не линии, а фигуры более высокой размерности. Например, уравнения с тремя переменными соответствуют плоскостям в трехмерном пространстве , а точки пересечения всех плоскостей решают систему уравнений. [53]
Абстрактная алгебра
Абстрактная алгебра, также называемая современной алгеброй, [54] изучает различные типы алгебраических структур . Алгебраическая структура — это основа для понимания операций над математическими объектами , таких как сложение чисел. В то время как элементарная алгебра и линейная алгебра работают в рамках конкретных алгебраических структур, абстрактная алгебра использует более общий подход, который сравнивает, как алгебраические структуры отличаются друг от друга, и какие типы алгебраических структур существуют, такие как группы , кольца и поля . [55] Ключевое различие между этими типами алгебраических структур заключается в количестве операций, которые они используют, и законах, которым они подчиняются. [56] В математическом образовании абстрактная алгебра относится к продвинутому курсу бакалавриата , который изучают математики после завершения курсов линейной алгебры. [57]
На формальном уровне алгебраическая структура представляет собой набор [j] математических объектов, называемых базовым набором, вместе с одной или несколькими операциями. [k] Абстрактная алгебра в первую очередь интересуется бинарными операциями , [l] которые берут любые два объекта из базового набора в качестве входных данных и отображают их в другой объект из этого набора в качестве выходных данных. [61] Например, алгебраическая структура имеет натуральные числа ( ) в качестве базового набора и сложение ( ) в качестве своей бинарной операции. [59] Базовый набор может содержать математические объекты, отличные от чисел, и операции не ограничиваются обычными арифметическими операциями. [62] Например, базовый набор группы симметрии геометрического объекта состоит из геометрических преобразований , таких как вращения , при которых объект остается неизменным . Его бинарная операция — это композиция функций , которая принимает два преобразования в качестве входных данных и имеет преобразование, полученное в результате применения первого преобразования, за которым следует второе, в качестве своего выходного значения. [63]
Абстрактная алгебра классифицирует алгебраические структуры на основе законов или аксиом , которым подчиняются ее операции, и количества операций, которые она использует. Одним из самых основных типов является группа, которая имеет одну операцию и требует, чтобы эта операция была ассоциативной и имела элемент тождества и обратные элементы . Операция ассоциативна, если порядок нескольких применений не имеет значения, т. е. если [m] такой же, как для всех элементов. Операция имеет элемент тождества или нейтральный элемент, если существует один элемент e , который не изменяет значение любого другого элемента, т. е. если . Операция имеет обратные элементы, если для любого элемента существует обратный элемент , который отменяет . Если элемент действует на свой обратный элемент, то результатом является нейтральный элемент e , формально выраженный как . Каждая алгебраическая структура, которая удовлетворяет этим требованиям, является группой. [65] Например, — это группа, образованная множеством целых чисел вместе с операцией сложения. Нейтральным элементом является 0, а обратным элементом любого числа является . [66] Натуральные числа со сложением, напротив, не образуют группу, поскольку они содержат только положительные целые числа и, следовательно, не имеют обратных элементов. [67]
Кольцо — это алгебраическая структура с двумя операциями ( и ), которые работают аналогично сложению и умножению. Все требования групп также применимы к первой операции: она ассоциативна и имеет единичный элемент и обратные элементы. Кроме того, она коммутативна, что означает, что это верно для всех элементов. Аксиома дистрибутивности управляет тем, как две операции взаимодействуют друг с другом. Она гласит, что и . [68] Кольцо целых чисел — это кольцо, обозначенное как . [69] [n] Кольцо становится полем, если обе операции следуют аксиомам ассоциативности, коммутативности и дистрибутивности и если обе операции имеют единичный элемент и обратные элементы. [71] [o] Кольцо целых чисел не образует поля, поскольку в нем отсутствуют мультипликативные обратные элементы. Например, мультипликативный обратный элемент — это , который не является частью целых чисел. Рациональные числа , действительные числа и комплексные числа образуют поле с операциями сложения и умножения. [73]
Помимо групп, колец и полей, существует множество других алгебраических структур, изучаемых алгеброй. Они включают магмы , полугруппы , моноиды , абелевы группы , коммутативные кольца , модули , решетки , векторные пространства , алгебры над полем , а также ассоциативные и неассоциативные алгебры . Они отличаются друг от друга в отношении типов объектов, которые они описывают, и требований, которым удовлетворяют их операции. Многие связаны друг с другом тем, что базовую структуру можно превратить в более продвинутую структуру, добавив дополнительные требования. [56] Например, магма становится полугруппой, если ее операция ассоциативна. [74]
Гомоморфизмы являются инструментами для изучения структурных особенностей путем сравнения двух алгебраических структур. [75] Гомоморфизм — это функция из базового набора одной алгебраической структуры в базовый набор другой алгебраической структуры, которая сохраняет определенные структурные характеристики. Если две алгебраические структуры используют бинарные операции и имеют вид и тогда функция является гомоморфизмом, если она удовлетворяет следующему требованию: . Существование гомоморфизма показывает, что операция во второй алгебраической структуре играет ту же роль, что и операция в первой алгебраической структуре. [76] Изоморфизмы — это особый тип гомоморфизма, который указывает на высокую степень сходства между двумя алгебраическими структурами. Изоморфизм — это биективный гомоморфизм, то есть он устанавливает взаимно-однозначное отношение между элементами двух алгебраических структур. Это подразумевает, что каждый элемент первой алгебраической структуры отображается в один уникальный элемент во второй структуре без каких-либо неотображенных элементов во второй структуре. [77]
Другим инструментом сравнения является отношение между алгебраической структурой и ее подалгеброй . [78] Алгебраическая структура и ее подалгебра используют одни и те же операции, [p], которые следуют одним и тем же аксиомам. Единственное отличие состоит в том, что базовый набор подалгебры является подмножеством базового набора алгебраической структуры. [q] Все операции в подалгебре должны быть замкнуты в ее базовом наборе, что означает, что они производят только элементы, принадлежащие этому набору. [78] Например, набор четных целых чисел вместе со сложением является подалгеброй полного набора целых чисел вместе со сложением. Это так, потому что сумма двух четных чисел снова является четным числом. Но набор нечетных целых чисел вместе со сложением не является подалгеброй, потому что он не замкнут: сложение двух нечетных чисел дает четное число, которое не является частью выбранного подмножества. [79]
Универсальная алгебра — это изучение алгебраических структур в целом. В рамках своей общей перспективы она не занимается конкретными элементами, составляющими базовые множества, а рассматривает операции с более чем двумя входами, такие как тернарные операции . Она обеспечивает основу для исследования того, какие структурные особенности имеют общие черты у различных алгебраических структур. [85] [r] Одна из этих структурных особенностей касается тождеств , которые истинны в различных алгебраических структурах. В этом контексте тождество — это универсальное уравнение или уравнение, которое истинно для всех элементов базового множества. Например, коммутативность — это универсальное уравнение, которое утверждает, что идентично для всех элементов. [87] Многообразие — это класс всех алгебраических структур, которые удовлетворяют определенным тождествам. Например, если две алгебраические структуры удовлетворяют коммутативности, то они обе являются частью соответствующего многообразия. [88] [s] [u]
Теория категорий изучает, как математические объекты связаны друг с другом с помощью концепции категорий . Категория — это совокупность объектов вместе с совокупностью так называемых морфизмов . Морфизмы связывают два объекта из категории и обычно принимают форму функций. [92] [v] Категории широко используются в современной математике, поскольку они обеспечивают объединяющую структуру для описания и анализа многих фундаментальных математических концепций. Например, множества можно описать с помощью категории множеств , точно так же, как группы можно описать с помощью категории групп . [93]
История
Происхождение алгебры лежит в попытках решить математические задачи, включающие арифметические вычисления и неизвестные величины. Эти разработки произошли в древний период в Вавилонии , Египте , Греции , Китае и Индии . Одним из самых ранних документов по алгебраическим проблемам является математический папирус Ринда из Древнего Египта, который был написан около 1650 г. до н. э. [w] В нем обсуждаются решения линейных уравнений , как выражено в задачах типа «Количество; к нему прибавляется четвертая часть. Получается пятнадцать. Каково количество?» Вавилонские глиняные таблички примерно того же времени объясняют методы решения линейных и квадратных полиномиальных уравнений , такие как метод завершения квадрата . [95]
Многие из этих идей нашли свой путь к древним грекам. Начиная с 6-го века до н. э. их главным интересом была геометрия, а не алгебра, но они использовали алгебраические методы для решения геометрических задач. Например, они изучали геометрические фигуры, принимая их длины и площади в качестве неизвестных величин для определения, как это показано в формулировке Пифагора метода разности двух квадратов и позднее в « Началах » Евклида . [96] В 3-м веке н. э. Диофант подробно изложил, как решать алгебраические уравнения, в серии книг под названием «Арифметика» . Он был первым, кто экспериментировал с символической записью для выражения многочленов. [97] В Древнем Китае «Девять глав о математическом искусстве» , книга, составленная в период с 10-го века до н. э. по 2-й век н. э., [98] исследовала различные методы решения алгебраических уравнений, включая использование матрично-подобных конструкций. [99]
Спорным является то, в какой степени эти ранние разработки следует считать частью собственно алгебры, а не предшественниками. Они предлагали решения алгебраических проблем, но не рассматривали их в абстрактной и общей манере, сосредоточившись вместо этого на конкретных случаях и приложениях. [100] Это изменилось с персидским математиком аль-Хорезми , [x] который опубликовал свою «Сводную книгу по вычислениям путем завершения и балансировки » в 825 году н. э. В ней представлено первое подробное рассмотрение общих методов, которые можно использовать для манипулирования линейными и квадратными уравнениями путем «сокращения» и «балансировки» обеих сторон. [102] Другие влиятельные вклады в алгебру внесли арабский математик Табит ибн Курра также в 9 веке и персидский математик Омар Хайям в 11 и 12 веках. [103]
В Индии Брахмагупта исследовал, как решать квадратные уравнения и системы уравнений с несколькими переменными в 7 веке н. э. Среди его нововведений было использование нуля и отрицательных чисел в алгебраических уравнениях. [104] Индийские математики Махавира в 9 веке и Бхаскара II в 12 веке еще больше усовершенствовали методы и концепции Брахмагупты. [105] В 1247 году китайский математик Цинь Цзюшао написал « Математический трактат в девяти разделах» , который включает алгоритм для численной оценки многочленов , включая многочлены более высоких степеней. [106]
Франсуа Виет (слева) и Рене Декарт изобрели символическую запись для выражения уравнений в абстрактной и краткой форме.
Итальянский математик Фибоначчи привёз идеи и методы аль-Хорезми в Европу в книгах, включая его Liber Abaci . [107] В 1545 году итальянский полимат Джероламо Кардано опубликовал свою книгу Ars Magna , которая охватывала многие темы алгебры, обсуждала мнимые числа и была первой, кто представил общие методы решения кубических и четвертых уравнений . [108] В XVI и XVII веках французские математики Франсуа Виет и Рене Декарт ввели буквы и символы для обозначения переменных и операций, что позволило выражать уравнения абстрактно и кратко. Их предшественники полагались на словесные описания задач и решений. [109] Некоторые историки рассматривают это развитие как ключевой поворотный момент в истории алгебры и считают то, что было до этого, предысторией алгебры, поскольку ей не хватало абстрактной природы, основанной на символических манипуляциях. [110]
Многие попытки в 17-м и 18-м веках найти общие решения [y] для многочленов пятой степени и выше потерпели неудачу. [38] В конце 18-го века немецкий математик Карл Фридрих Гаусс доказал основную теорему алгебры , которая описывает существование нулей многочленов любой степени, не предоставляя общего решения. [19] В начале 19-го века итальянский математик Паоло Руффини и норвежский математик Нильс Хенрик Абель смогли показать , что не существует общего решения для многочленов пятой степени и выше. [38] В ответ на их открытия и вскоре после них французский математик Эварист Галуа разработал то, что позже стало известно как теория Галуа , которая предложила более глубокий анализ решений многочленов, а также заложила основу теории групп . [20] Математики вскоре осознали значимость теории групп для других областей и применили ее к таким дисциплинам, как геометрия и теория чисел. [112]
Начиная с середины 19 века интерес к алгебре сместился от изучения многочленов, связанных с элементарной алгеброй, к более общему исследованию алгебраических структур, что ознаменовало возникновение абстрактной алгебры . Этот подход исследовал аксиоматическую основу произвольных алгебраических операций. [113] Изобретение новых алгебраических систем, основанных на различных операциях и элементах, сопровождало это развитие, например, булева алгебра , векторная алгебра и матричная алгебра . [114] Влиятельные ранние разработки в абстрактной алгебре были сделаны немецкими математиками Давидом Гильбертом , Эрнстом Штайницем и Эмми Нётер , а также австрийским математиком Эмилем Артином . Они исследовали различные формы алгебраических структур и классифицировали их на основе их базовых аксиом по типам, таким как группы, кольца и поля. [115] Идея еще более общего подхода, связанного с универсальной алгеброй, была задумана английским математиком Альфредом Нортом Уайтхедом в его книге 1898 года «Трактат об универсальной алгебре» . Начиная с 1930-х годов американский математик Гаррет Биркгоф расширил эти идеи и разработал многие из основополагающих концепций этой области. [116] Тесно связанными разработками были формулировка теории моделей , теории категорий , топологической алгебры , гомологической алгебры , алгебр Ли , свободных алгебр и групп гомологии . [117]
Приложения
Влияние алгебры широко и охватывает многие разделы математики, а также эмпирические науки. Алгебраические обозначения и принципы играют ключевую роль в физике и смежных дисциплинах для выражения научных законов и решения уравнений. [118] Они также используются в таких областях, как инженерия , экономика , информатика и география для выражения отношений, решения проблем и моделирования систем. [119]
Другие разделы математики
Алгебраизация математики — это процесс применения алгебраических методов и принципов к другим разделам математики . Это происходит путем использования символов в форме переменных для выражения математических идей на более общем уровне, что позволяет математикам разрабатывать формальные модели, описывающие, как объекты взаимодействуют и соотносятся друг с другом. [120] Это возможно, поскольку абстрактные закономерности, изучаемые алгеброй, имеют множество конкретных приложений в таких областях, как геометрия , топология , теория чисел и исчисление . [121]
Геометрия интересуется геометрическими фигурами, которые можно описать с помощью алгебраических утверждений. Например, уравнение описывает линию в двумерном пространстве, в то время как уравнение соответствует сфере в трехмерном пространстве. Особый интерес для алгебраической геометрии представляют алгебраические многообразия , [z], которые являются решениями систем полиномиальных уравнений , которые можно использовать для описания более сложных геометрических фигур. [123] Алгебраические рассуждения также могут решать геометрические задачи. Например, можно определить, пересекается ли и где линия, описанная с окружностью, описанной с помощью , решая систему уравнений, составленную из этих двух уравнений. [124] Топология изучает свойства геометрических фигур или топологических пространств , которые сохраняются при операциях непрерывной деформации . Алгебраическая топология опирается на алгебраические теории, такие как теория групп, для классификации топологических пространств. Например, гомотопические группы классифицируют топологические пространства на основе существования в них петель или дырок . [125] Теория чисел занимается свойствами и отношениями между целыми числами. Алгебраическая теория чисел применяет алгебраические методы и принципы к этой области исследования. Теоретики чисел используют алгебраические выражения для описания общих законов, таких как Великая теорема Ферма , и анализируют, как числа образуют алгебраические структуры, такие как кольцо целых чисел . [126] Понимание алгебры также имеет отношение к исчислению, которое использует математические выражения для изучения скоростей изменения и накопления . Оно опирается на алгебру, чтобы понять, как эти выражения могут быть преобразованы и какую роль в них играют переменные. [127]
Логика — это изучение правильного рассуждения. [133] Алгебраическая логика использует алгебраические методы для описания и анализа структур и моделей, лежащих в основе логического рассуждения . [134] Одна ее часть заинтересована в понимании самих математических структур без учета конкретных последствий, которые они имеют для деятельности по выведению выводов . Другая часть исследует, как проблемы логики могут быть выражены на языке алгебры и как понимание, полученное посредством алгебраического анализа, влияет на логику. [135]
Булева алгебра является влиятельным инструментом в алгебраической логике для описания пропозициональной логики . [136] Пропозиции — это утверждения, которые могут быть истинными или ложными. [137] Пропозициональная логика использует логические связки для объединения двух предложений для формирования сложного предложения. Например, связку «если ... то» можно использовать для объединения предложений «идет дождь» и «улицы мокрые» для формирования сложного предложения «если идет дождь, то улицы мокрые». Пропозициональная логика интересуется тем, как истинностное значение сложного предложения зависит от истинностных значений его составляющих. [138] С помощью булевой алгебры эту проблему можно решить, интерпретируя истинностные значения как числа: 0 соответствует ложному, а 1 соответствует истинному. Логические связки понимаются как бинарные операции, которые принимают два числа в качестве входных данных и возвращают выход, который соответствует истинностному значению сложного предложения. [139] Алгебраическая логика также интересуется тем, как более сложные системы логики могут быть описаны посредством алгебраических структур и к каким многообразиям и квазимногообразиям принадлежат эти алгебраические структуры. [140]
Образование
Алгебраическое образование в основном фокусируется на элементарной алгебре, что является одной из причин, по которой элементарную алгебру также называют школьной алгеброй. Обычно ее не вводят до среднего образования , поскольку она требует овладения основами арифметики, одновременно создавая новые когнитивные проблемы, связанные с абстрактными рассуждениями и обобщениями. [142] Она направлена на то, чтобы познакомить учащихся с формальной стороной математики, помогая им понять математическую символику, например, как переменные могут использоваться для представления неизвестных величин. Дополнительная трудность для учащихся заключается в том, что, в отличие от арифметических вычислений, алгебраические выражения часто трудно решить напрямую. Вместо этого учащимся необходимо научиться преобразовывать их в соответствии с определенными законами, часто с целью определения неизвестной величины. [143]
Некоторые инструменты для знакомства студентов с абстрактной стороной алгебры основаны на конкретных моделях и визуализациях уравнений, включая геометрические аналогии, манипулятивы, включая палочки или чашки, и «функциональные машины», представляющие уравнения в виде диаграмм потоков . Один метод использует весы в качестве наглядного подхода, чтобы помочь студентам понять основные проблемы алгебры. Масса некоторых объектов на весах неизвестна и представляет собой переменные. Решение уравнения соответствует добавлению и удалению объектов с обеих сторон таким образом, чтобы стороны оставались в равновесии до тех пор, пока единственным объектом, оставшимся с одной стороны, не станет объект неизвестной массы. [144] Текстовые задачи являются еще одним инструментом, показывающим, как алгебра применяется к реальным жизненным ситуациям. Например, студентам может быть представлена ситуация, в которой у брата Наоми вдвое больше яблок, чем у Наоми. Учитывая, что у обоих вместе есть двенадцать яблок, затем студентов просят найти алгебраическое уравнение, которое описывает эту ситуацию ( ), и определить, сколько яблок у Наоми ( ). [145]
^ При самом широком понимании алгебраическая операция — это функция от декартовой степени множества в это множество , формально выражаемая как . Сложение действительных чисел — пример алгебраической операции: она принимает два числа в качестве входных данных и выдает одно число в качестве выходных данных. Она имеет форму . [1]
^ Точное значение термина аль-джабр в работе аль-Хорезми оспаривается. В некоторых отрывках он выражает, что количество, уменьшенное вычитанием, восстанавливается до своего первоначального значения, подобно тому, как костоправ восстанавливает сломанные кости, приводя их в правильное положение. [17]
^ Эти изменения были частично вызваны открытиями, которые решили многие старые проблемы алгебры. Например, доказательство фундаментальной теоремы алгебры продемонстрировало существование комплексных решений полиномов [19] , а введение теории Галуа охарактеризовало полиномы, имеющие общие решения . [20]
^ Константы представляют собой фиксированные числа, которые не изменяются в ходе изучения конкретной проблемы. [24]
^ Полином — это выражение, состоящее из одного или нескольких членов, которые складываются или вычитаются друг из друга. Каждый член — это константа, переменная или произведение константы и переменных. Каждая переменная может быть возведена в положительную целую степень. Примерами являются и . [30]
^ Другой подход определяет линейную алгебру как изучение линейных отображений между конечномерными векторными пространствами. Линейное отображение — это функция, которая преобразует векторы из одного векторного пространства в другое, сохраняя операции сложения векторов и скалярного умножения . Линейные отображения могут использоваться для представления, анализа и решения систем линейных уравнений. [41]
^ Матрица — это таблица чисел, [43] например
^ Вектор — это массив чисел или матрица с одним столбцом, [44] например
^ Множество — это неупорядоченная коллекция отдельных элементов, таких как числа, векторы или другие множества. Теория множеств описывает законы и свойства множеств. [58]
^ Согласно некоторым определениям, алгебраические структуры включают в себя выделенный элемент как дополнительный компонент, такой как элемент тождества в случае умножения. [59]
^ Некоторые из алгебраических структур, изучаемых абстрактной алгеброй, включают унарные операции в дополнение к бинарным операциям. Например, нормированные векторные пространства имеют норму , которая является унарной операцией, часто используемой для связывания вектора с его длиной. [60]
^ Символы и используются в этой статье для обозначения любой операции, которая может напоминать или не напоминать арифметические операции. [64]
^ Некоторые определения дополнительно требуют, чтобы вторая операция была ассоциативной. [70]
^ Для второй операции обычно имеется один элемент, соответствующий 0, который не требует обратного элемента. [72]
^ Согласно некоторым определениям, подалгебра также может иметь меньше операций. [79]
^ Это означает, что все элементы первого набора являются также элементами второго набора, но второй набор может содержать элементы, не найденные в первом наборе. [80]
^ Несколько иной подход понимает универсальную алгебру как изучение одного типа алгебраических структур, известных как универсальные алгебры. Универсальные алгебры определяются в общем виде, чтобы включать большинство других алгебраических структур. Например, группы и кольца являются особыми типами универсальных алгебр. [86]
^ Не каждый тип алгебраической структуры образует многообразие. Например, и группы, и кольца образуют многообразия, но поля — нет. [89]
^ Помимо тождеств, универсальная алгебра также интересуется структурными особенностями, связанными с квазитождествами . Квазитождество — это тождество, которое должно присутствовать только при определенных условиях. [t] Это обобщение тождества в том смысле, что каждое тождество является квазитождеством, но не каждое квазитождество является тождеством. Квазимногообразие — это класс всех алгебраических структур, которые удовлетворяют определенным квазитождествам. [91]
^ Кроме того, морфизмы в коллекции должны подчиняться определенным аксиомам, таким как тождественность и ассоциативность.
^ Точная дата оспаривается, и некоторые историки предполагают более позднюю дату около 1550 г. до н.э. [94]
↑ Некоторые историки считают его «отцом алгебры», в то время как другие оставляют этот титул за Диофантом. [101]
^ Общее решение или решение в радикалах — это замкнутое алгебраическое уравнение, которое изолирует переменную с одной стороны. Например, общее решение квадратных уравнений вида описывается квадратной формулой Отсутствие общих решений не означает, что нет численных решений. [111]
^ Алгебраические многообразия, изучаемые в геометрии, отличаются от более общих многообразий, изучаемых в универсальной алгебре. [122]
Цитаты
^ Баранович 2023, Ведущий раздел
^
Мерзляков и Ширшов 2020, Ведущая секция
Гилберт и Николсон 2004, стр. 4
^
Фиш и Эбютерн, 2013, с. 326
Мерзляков и Ширшов 2020, § Предмет алгебры, ее основные разделы и связь с другими разделами математики.
^ Hintikka 2019, Ведущий раздел, § Природа и разновидности логики
^
Халмош 1956, стр. 363
Burris & Legris 2021, § 1. Введение
^ Андрека, Немети и Сайн, 2001, стр. 133–134.
^
Андрека, Мадарас и Немети 2020, § Конкретная алгебраическая логика
Пратт 2022, § 5.4 Алгебраическая логика
Плоткин 2012, стр. 155–156
Jansana 2022, Ведущая секция
^ McGrath & Frank 2023, Ведущий раздел
^
Боскини, Хансен и Вольф 2022, стр. 21
Броди 2006, стр. 535–536
Франки 2023, Ведущая секция
^
Андрека, Мадарас и Немети 2020, § Конкретная алгебраическая логика
Плоткин 2012, стр. 155–156
Качру и Озбай, 2018, стр. 176–177.
^
Андрека, Мадарас и Немети 2020, § Абстрактная алгебраическая логика
Джансана 2022, § 4. Алгебры
^
Киран 2006, стр. 15
Капут 2018, стр. 186
Гарделла и ДеЛюсия 2020, стр. 19–22.
^
Аркави, Дрейверс и Стейси, 2016, с. xiii
Деккер и Долк 2011, стр. 69
^
Аркави, Дрейверс и Стейси, 2016 г., стр. 2–5.
Дрейверс, Годдейн и Киндт, 2011 г., стр. 8–10, 16–18.
^
Киран 2006, стр. 15
Капут 2018, стр. 186
Гарделла и ДеЛюсия 2020, стр. 19–22.
Стар и др. 2015, стр. 16–17
^
Аркави, Дрейверс и Стейси, 2016 г., стр. 58–59.
Дрейверс, Годдейн и Киндт, 2011, с. 13
Источники
Абас, Сайед Джан; Салман, Амер Шакер (1994). Симметрии исламских геометрических узоров. World Scientific. ISBN 978-981-4502-21-4. Получено 12 марта 2024 г. .
Адхикари, Махима Ранджан (2016). Базовая алгебраическая топология и ее приложения. Springer. ISBN 978-81-322-2843-1. Получено 5 августа 2024 г. .
Адхикари, Махима Ранджан; Адхикари, Авишек (2013). Основная современная алгебра с приложениями. Спрингер. ISBN 978-81-322-1599-8. Получено 5 августа 2024 г. .
Алескеров, Фуад; Эрсель, Хасан; Пионтковский, Дмитрий (2011). Линейная алгебра для экономистов. Springer. ISBN 978-3-642-20570-5. Получено 11 марта 2024 г. .
Андрека, Х.; Мадарас, JX; Немети, И. (2020). «Алгебраическая логика». Энциклопедия математики . Спрингер. Архивировано из оригинала 24 января 2024 года . Проверено 23 октября 2023 г.
Андрека, Х.; Немети, И.; Сайн, И. (2001). «Алгебраическая логика». Справочник по философской логике . Springer. doi :10.1007/978-94-017-0452-6_3. ISBN 978-94-017-0452-6. Архивировано из оригинала 24 января 2024 г. . Получено 24 января 2024 г. .
Андрилли, Стивен; Хеккер, Дэвид (2022). Элементарная линейная алгебра. Academic Press. ISBN 978-0-323-98426-3. Получено 18 января 2024 г. .
Антон, Говард (2013). Элементарная линейная алгебра. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-67730-8. Получено 18 января 2024 г. .
Антон, Говард; Роррес, Крис (2013). Элементарная линейная алгебра: версия приложений. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-47422-8. Получено 18 января 2024 г. .
Аркави, Абрахам; Дрейверс, Пол; Стейси, Кей (2016). Изучение и преподавание алгебры: идеи, идеи и действия. Routledge. ISBN 978-1-134-82077-1. Получено 24 января 2024 г. .
Артамонов, В.А. (2003). «Квазимногообразия». В Хазевинкеле, М. (ред.). Справочник по алгебре . Эльзевир. ISBN 978-0-08-053297-4. Получено 21 января 2024 г. .
Атанасиу, Драгу; Микусинский, Петр (2019). Мост к линейной алгебре. Всемирная научная. ISBN 978-981-12-0024-3. Получено 12 марта 2024 г. .
Бахтурин, Ю. (2013). Основные структуры современной алгебры. Springer. ISBN 978-94-017-0839-5. Получено 30 августа 2024 г. .
Баранович, ТМ (2023). «Алгебраическая операция». Энциклопедия математики . Springer. Архивировано из оригинала 23 августа 2023 г. Получено 11 января 2023 г.
Баррера-Мора, Фернандо (2023). Линейная алгебра: минимальный полиномиальный подход к теории собственных чисел. Walter de Gruyter GmbH & Co KG. ISBN 978-3-11-113591-5. Получено 18 января 2024 г. .
Бенгтссон, Ингемар; Жичковский, Кароль (2017). Геометрия квантовых состояний: Введение в квантовую запутанность (2-е изд.). Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-02625-4.
Бенсон, Дональд К. (2003). Более гладкий камешек: математические исследования. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-514436-9. Получено 16 января 2024 г. .
Берггрен, Джон Л. (2015). «Элементарная алгебра». Encyclopaedia Britannica . Архивировано из оригинала 14 января 2024 г. . Получено 14 января 2024 г. .
Бхаттачарья, П. Б.; Джейн, С. К.; Нагпол, С. Р. (1994). Основы абстрактной алгебры. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-46629-5.
Борсо, Фрэнсис (1994). Справочник по категориальной алгебре: Основы теории категорий. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-44178-0.
Боскини, Сесилия; Хансен, Арне; Вольф, Стефан (2022). Дискретная математика. vdf Hochschulverlag ETH Цюрих. ISBN 978-3-7281-4110-1. Получено 24 января 2024 г. .
Бурбаки, Н. (1998). Алгебра I: Главы 1-3. Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-540-64243-5.
Бойер, Карл Б.; Мерцбах, Ута К. (2011). История математики. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-63056-3. Получено 27 января 2024 г. .
Брэкен, Лора Дж.; Миллер, Эдвард С. (2014). Элементарная алгебра . Cengage Learning. ISBN 978-0-618-95134-5.
Брессо, Дэвид М. (2021). Переупорядоченное исчисление: история больших идей. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-21878-6. Получено 4 сентября 2024 г. .
Брезинский, Клод; Мерант, Жерар; Редиво-Залья, Микела (2022). Путешествие по истории числовой линейной алгебры. SIAM. ISBN 978-1-61197-723-3. Получено 12 августа 2024 г. .
Брешар, Матей (2014). Введение в некоммутативную алгебру. Springer. ISBN 978-3-319-08693-4. Получено 14 июня 2024 г. .
Броди, Борух А. (2006). Энциклопедия философии . Том 5. Дональд М. Борхерт (2-е изд.). Thomson Gale/Macmillan Reference US. стр. 535–536. ISBN 978-0-02-865780-6. OCLC 61151356.
Буэно, Отавио; Френч, Стивен (2018). Применение математики: погружение, вывод, интерпретация. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-881504-4. Получено 28 июля 2024 г. .
Бухштаб, АА; Печаев, ВИ (2020). «Арифметика». Энциклопедия математики . Springer. Архивировано из оригинала 4 октября 2009 г. Получено 23 октября 2023 г.
Бергин, Марк (2022). Трилогия чисел и арифметики - Книга 1: История чисел и арифметики: информационная перспектива. World Scientific. ISBN 978-981-12-3685-3. Получено 13 января 2024 г. .
Burris, Stanley; Legris, Javier (2021). «Алгебра логической традиции». Стэнфордская энциклопедия философии . Исследовательская лаборатория метафизики, Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 29 января 2024 г. . Получено 22 января 2024 г. .
Чахал, Дж. С. (2018). Основы линейной алгебры. CRC Press. ISBN 978-0-429-75810-2. Получено 29 августа 2024 г. .
Чанг, CC; Кейслер, HJ (1990). Теория моделей. Elsevier. ISBN 978-0-08-088007-5. Получено 27 января 2024 г. .
Кон, П. М. (1995). Сквозные поля: теория общих разделительных колец. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-43217-7.
Кон, премьер-министр (2012). Универсальная алгебра. Спрингер. ISBN 978-94-009-8399-1. Получено 14 июня 2024 г. .
Купер, Эллис Д. (2011). Математическая механика: от частицы к мышце. World Scientific. ISBN 978-981-4289-70-2. Получено 20 января 2024 г. .
Коррочано, Эдуардо Байро; Собчик, Гаррет (2011). Геометрическая алгебра с приложениями в науке и технике. Springer. ISBN 978-1-4612-0159-5. Получено 24 января 2024 г. .
Corry, Leo (2024). "Алгебра". Encyclopaedia Britannica . Архивировано из оригинала 19 января 2024 г. . Получено 25 января 2024 г. .
Кокс, Дэвид А. (2012). Теория Галуа. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-21842-6.
Крессвелл, Джулия (2010). Оксфордский словарь происхождения слов. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-954793-7. Получено 27 января 2024 г. .
Данилов, VI (2006). "II. Алгебраические многообразия и схемы". Алгебраическая геометрия I: Алгебраические кривые, алгебраические многообразия и схемы . Springer. ISBN 978-3-540-51995-9. Получено 24 января 2024 г. .
Деккер, Труус; Долк, Маартен (2011). "3. От арифметики к алгебре". В Дрэйверс, Пол (ред.). Среднее алгебраическое образование: пересмотр тем и направлений и исследование неизвестного . Springer. ISBN 978-94-6091-334-1. Получено 24 января 2024 г. .
Денеке, Клаус; Висмат, Шелли Л. (2018). Универсальная алгебра и приложения в теоретической информатике. CRC Press. ISBN 978-1-4822-8583-3. Получено 30 августа 2024 г. .
Део, Сатья (2018). Алгебраическая топология: Учебник. Springer. ISBN 978-981-10-8734-9. Получено 5 августа 2024 г. .
Дербишир, Джон (2006). "2. Отец алгебры". Неизвестная величина: реальная и мнимая история алгебры . National Academies Press. ISBN 978-0-309-09657-7. Получено 27 января 2024 г. .
Доминич, Шандор (2008). Современная алгебра информационного поиска. Springer. ISBN 978-3-540-77659-8. Получено 20 января 2024 г. .
Drijvers, Paul; Goddijn, Aad; Kindt, Martin (2011). "1. Алгебраическое образование: изучение тем и направлений". В Drijvers, Paul (ред.). Среднее алгебраическое образование: пересмотр тем и направлений и изучение неизвестного . Springer. ISBN 978-94-6091-334-1. Получено 24 января 2024 г. .
Ефимов, БА (2014). "Теория множеств". Энциклопедия математики . Springer. Архивировано из оригинала 29 ноября 2022 г. Получено 11 января 2023 г.
Эмч, Джерард Г.; Шридхаран, Р.; Шринивас, М.Д. (2005). Вклад в историю индийской математики. Springer. ISBN 978-93-86279-25-5. Получено 27 января 2024 г. .
EoM Staff (2017). "Алгебра". Энциклопедия математики . Springer. Архивировано из оригинала 29 ноября 2022 г. Получено 11 января 2023 г.
Фиш, Жорж; Эбютерн, Жерар (2013). Математика для инженеров. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-62333-6. Получено 13 января 2024 г. .
Фрэнкс, Кертис (2023). «Пропозициональная логика». Стэнфордская энциклопедия философии . Лаборатория метафизических исследований, Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 29 января 2024 г. Получено 22 января 2024 г.
Гандз, Соломон (1926). «Происхождение термина «Алгебра»". Американский математический ежемесячник . 33 (9): 437–440. doi :10.2307/2299605. JSTOR 2299605.
Гарделла, Фрэнсис; ДеЛусия, Мария (2020). Алгебра для средних классов. IAP. ISBN 978-1-64113-847-5. Получено 24 января 2024 г. .
Геддес, Кит О.; Цапор, Стивен Р.; Лабан, Джордж (2007). Алгоритмы для компьютерной алгебры. Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-585-33247-5.
Гилберт, Уильям Дж.; Николсон, У. Кит (2004). Современная алгебра с приложениями. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-46989-6. Получено 13 января 2024 г. .
Голан, Джонатан С. (1995). «Алгебры над полем». Основы линейной алгебры . Тексты Клувера по математическим наукам. Том 11. Springer. С. 219–227. doi :10.1007/978-94-015-8502-6_18. ISBN 978-94-015-8502-6. Архивировано из оригинала 12 января 2024 г. . Получено 13 января 2024 г. .
Гудман, AW (2001). Алгебра от А до Я. Том 1. World Scientific. ISBN 978-981-310-266-8. Получено 11 марта 2024 г. .
Gowers, Timothy; Barrow-Green, June; Leader, Imre, ред. (2010). The Princeton Companion to Mathematics. Princeton University Press. ISBN 978-1-4008-3039-8.
Гретцер, Джордж (2008). Универсальная алгебра (2-е изд.). Спрингер. ISBN 978-0-387-77487-9. Получено 27 января 2024 г. .
Grillet, Pierre Antoine (2007). "Универсальная алгебра". Абстрактная алгебра . Graduate Texts in Mathematics. Vol. 242. Springer. pp. 559–580. doi :10.1007/978-0-387-71568-1_15. ISBN 978-0-387-71568-1. Архивировано из оригинала 12 января 2024 г. . Получено 13 января 2024 г. .
Häberle, L. (2009). «О классификации молекул и видов колец представления». В Fink, Andreas; Lausen, Berthold; Seidel, Wilfried; Ultsch, Alfred (ред.). Достижения в области анализа данных, обработки данных и бизнес-аналитики . Springer. ISBN 978-3-642-01044-6. Получено 12 марта 2024 г. .
Халмош, Пол Р. (1956). «Основные понятия алгебраической логики». The American Mathematical Monthly . 63 (6): 363–387. doi :10.2307/2309396. ISSN 0002-9890. JSTOR 2309396.
Харрисон, Майкл; Уолдрон, Патрик (2011). Математика для экономики и финансов. Routledge. ISBN 978-1-136-81921-6. Получено 18 января 2024 г. .
Хаусбергер, Томас (2020). «Преподавание и изучение абстрактной алгебры». В Лерман, Стивен (ред.). Энциклопедия математического образования (2-е изд.). Springer. ISBN 9783030157883.
Хазевинкель, Мишель (1994). Энциклопедия математики (набор). Спрингер. ISBN 978-1-55608-010-4. Получено 27 января 2024 г. .
HC Staff (2022). "Арифметика". American Heritage Dictionary . HarperCollins. Архивировано из оригинала 8 ноября 2023 г. . Получено 19 октября 2023 г. .
Хиггинс, Питер М. (2015). Алгебра: Очень краткое введение. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-104746-6. Получено 27 января 2024 г. .
Хайэм, Николас Дж. (2019). Справочник по написанию математических наук (3-е изд.). SIAM. ISBN 978-1-61197-610-6. Получено 17 марта 2024 г. .
Hintikka, Jaakko J. (2019). «Философия логики». Encyclopaedia Britannica . Архивировано из оригинала 28 апреля 2015 г. . Получено 21 ноября 2021 г. .
Hoad, TF (1993). Краткий Оксфордский словарь английской этимологии . Oxford University Press. ISBN 978-0-19-283098-2.
Хьюстон, Стивен Д. (2004). Первое письмо: изобретение сценария как история и процесс. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-83861-0.
Халл, Томас С. (2021). Оригамитрия: математические методы складывания бумаги. Cambridge University Press. ISBN 978-1-108-47872-4. Получено 7 августа 2024 г. .
Игараси, Ёсихидэ; Альтман, Том; Фунада, Марико; Камияма, Барбара (2014). Вычисления: историческая и техническая перспектива. CRC Press. ISBN 978-1-4822-2741-3. Получено 29 января 2024 г. .
Индуркхья, Бипин (2013). "6.5 Алгебры и структуры". Метафора и познание: Интеракционистский подход . Springer. ISBN 978-94-017-2252-0. Получено 21 января 2024 г. .
Ирвинг, Рональд С. (2004). Целые числа, многочлены и кольца: курс алгебры. Springer. ISBN 978-0-387-40397-7. Получено 20 января 2024 г. .
Иванова, О.А. (2016). «Кольцо». Энциклопедия математики . Springer. Архивировано из оригинала 1 января 2023 г. Получено 11 января 2023 г.
Иванова, ОА; Смирнов, ДМ (2012). «Изоморфизм». Энциклопедия математики . Springer. Архивировано из оригинала 6 августа 2024 г. Получено 11 марта 2024 г.
Джансана, Рамон (2022). «Алгебраическая пропозициональная логика». Стэнфордская энциклопедия философии . Исследовательская лаборатория метафизики, Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 20 декабря 2016 г. Получено 22 января 2024 г.
Джарвис, Фрейзер (2014). Алгебраическая теория чисел. Springer. ISBN 978-3-319-07545-7. Получено 24 января 2024 г. .
Дженкинс, Эверетт (2010). Мусульманская диаспора (том 1, 570-1500): всеобъемлющая хронология распространения ислама в Азии, Африке, Европе и Америке. Макфарланд. ISBN 978-0-7864-4713-8. Получено 28 января 2024 г. .
Джойнер, Дэвид (2008). Приключения в теории групп: кубик Рубика, машина Мерлина и другие математические игрушки (2-е изд.). Издательство Университета Джонса Хопкинса. ISBN 978-0-8018-9012-3.
Качроо, Пушкин; Озбай, Каан М.А. (2018). Теория управления с обратной связью для динамического распределения трафика. Спрингер. ISBN 978-3-319-69231-9. Получено 24 января 2024 г. .
Капут, Джеймс Дж. (2018). «Связывание представлений в системах символов алгебры». В Вагнер, Сигрид; Киран, Кэролин (ред.). Исследовательские вопросы в изучении и преподавании алгебры: исследовательская программа для математического образования, том 4. Routledge. ISBN 978-1-135-43414-4. Получено 8 августа 2024 г. .
Каргаполов, МИ; Мерзляков, Ю. И. (2016). "Группа". Энциклопедия математики . Springer. Архивировано из оригинала 5 декабря 2022 г. Получено 11 января 2023 г.
Карпиловский, Г. (1989). Темы теории поля. Elsevier. ISBN 978-0-08-087266-7.
Кауфманн, Джером Э.; Швиттерс, Карен Л. (2011). Элементарная алгебра . Cengage Обучение. ISBN 978-1-4390-4917-4.
Кхаттар, Динеш; Агравал, Неха (2023). Теория групп. Springer and Ane Books Pvt. Ltd. ISBN 978-3-031-21307-6. Получено 20 января 2024 г. .
Киран, Кэролин (2006). «Исследования по изучению и преподаванию алгебры». В Гутьеррес, Анхель; Боэро, Паоло (ред.). Справочник по исследованиям психологии математического образования: прошлое, настоящее и будущее . Sense Publishers. ISBN 978-90-77874-19-6. Получено 8 августа 2024 г. .
Килти, Джоэл; МакАллистер, Алекс (2018). Математическое моделирование и прикладное исчисление. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-255813-8. Получено 24 января 2024 г. .
Кляйнер, Израиль (2007). История абстрактной алгебры. Springer. ISBN 978-0-8176-4685-1. Получено 24 января 2024 г. .
Климов, ДМ (2014). Теоретико-групповые методы в механике и прикладной математике. CRC Press. ISBN 978-1-4822-6522-4.
Клайн, Моррис (1990). Математическая мысль от древних времен до наших дней: Том 3. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-506137-6.
Кнобель, Артур (2011). Пучки алгебр над булевыми пространствами. Springer. ISBN 978-0-8176-4218-1. Получено 27 января 2024 г. .
Крамер, Юрг; Пиппич, Анна-Мария фон (2017). От натуральных чисел к кватернионам. Спрингер. ISBN 978-3-319-69429-0. Получено 20 января 2024 г. .
Квас, Л. (2006). «История алгебры и развитие формы ее языка». Philosophia Mathematica . 14 (3): 287–317. doi : 10.1093/philmat/nkj017 . ISSN 1744-6406.
Lal, Ramji (2017). Алгебра 2: Линейная алгебра, теория Галуа, теория представлений, расширения групп и множитель Шура. Springer. ISBN 978-981-10-4256-0.
Lamagna, Edmund A. (2019). Компьютерная алгебра: концепции и методы. CRC Press. ISBN 978-1-351-60583-0. Получено 16 января 2024 г. .
Лаос, Николас К. (1998). Темы математического анализа и дифференциальной геометрии. World Scientific. ISBN 978-981-02-3180-4.
Библиотека Конгресса. Классификация Библиотеки Конгресса: Класс Q — Наука (PDF) . Библиотека Конгресса. Архивировано (PDF) из оригинала 5 апреля 2024 г. . Получено 17 марта 2024 г. .
Ловетт, Стивен (2015). Абстрактная алгебра: структуры и приложения. CRC Press. ISBN 978-1-4822-4891-3. Получено 27 июля 2024 г. .
Лукас, Андре (2022). Оксфордская линейная алгебра для ученых. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-258347-5.
Maddocks, JR (2008). "Алгебра". В Lerner, Brenda Wilmoth; Lerner, K. Lee (ред.). The Gale Encyclopedia of Science (4-е изд.). Thompson Gale. ISBN 978-1-4144-2877-2. Архивировано из оригинала 12 января 2024 г. . Получено 13 января 2024 г. .
Маевский, Мирослав (2004). MuPAD Pro Computing Essentials (2-е изд.). Springer. ISBN 978-3-540-21943-9.
Мальцев, А.И. (1973). «Квазимногообразия». Алгебраические системы . Спрингер. стр. 210–266. дои : 10.1007/978-3-642-65374-2_5. ISBN 978-3-642-65374-2. Архивировано из оригинала 18 июня 2018 г. . Получено 21 января 2024 г. .
Манкосу, Паоло (1999). Философия математики и математическая практика в семнадцатом веке. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-513244-1. Получено 24 января 2024 г. .
Маркушевич, А.И. (2015). «Многочлен». Энциклопедия математики . Springer. Архивировано из оригинала 6 августа 2024 г. Получено 11 января 2023 г.
Максвелл, Э. А. (2009). Алгебраическая структура и матрицы, книга 2. Syracuse University Press. ISBN 978-0-521-10905-5. Получено 20 января 2024 г. .
McGrath, Matthew; Frank, Devin (2023). «Propositions». Стэнфордская энциклопедия философии . Исследовательская лаборатория метафизики, Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 29 января 2024 г. . Получено 22 января 2024 г. .
Маккиг, Чарльз П. (1986). Элементарная алгебра. Academic Press. ISBN 978-1-4832-6384-7.
Маккиг, Чарльз П. (2014). Промежуточная алгебра: учебник/рабочая тетрадь. Academic Press. ISBN 978-1-4832-1417-7. Получено 16 января 2024 г. .
МакВини, Р. (2002). Симметрия: Введение в теорию групп и ее приложения. Courier Corporation. ISBN 978-0-486-42182-7. Получено 20 января 2024 г. .
Menini, Claudia; Oystaeyen, Freddy Van (2017). Абстрактная алгебра: всестороннее лечение. CRC Press . ISBN 978-1-4822-5817-2. Получено 27 января 2024 г. .
Мерзляков, Ю. И.; Ширшов, А. И. (2020). "Алгебра(2)". Энциклопедия математики . Springer. Архивировано из оригинала 7 апреля 2023 г. . Получено 11 января 2023 г. .
Мирахор, Аббас; Кричене, Нуреддин (2014). Введение в математику и статистику исламских финансов. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-77972-9. Получено 7 августа 2024 г. .
Мишра, Санджай (2016). Основы математики: Алгебра . Pearson India. ISBN 978-93-325-5891-5.
Мияке, Кацуя (2002). «Некоторые аспекты взаимодействия между алгебраической теорией чисел и аналитической теорией чисел». В Канемицу, Шигеру; Цзя, Чаохуа (ред.). Методы теории чисел: будущие тенденции . Springer. ISBN 978-1-4419-5239-4. Получено 7 августа 2024 г. .
Мортенсен, CE (2013). Непоследовательная математика. Springer. ISBN 978-94-015-8453-1. Получено 18 января 2024 г. .
Murthy, Swamy и (2012). Алгебра: абстрактная и современная. Pearson Education India. ISBN 978-93-325-0993-1. Получено 5 августа 2024 г. .
Муселяк, Дора (2020). Софи Жермен: революционный математик. Спрингер. ISBN 978-3-030-38375-6. Получено 27 января 2024 г. .
Массер, Гэри Л.; Петерсон, Блейк Э.; Бергер, Уильям Ф. (2013). Математика для учителей начальной школы: современный подход. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-48700-6. Получено 11 марта 2024 г. .
MW Staff (2023). «Определение арифметики». Merriam-Webster . Архивировано из оригинала 14 ноября 2023 г. Получено 19 октября 2023 г.
Накахара, Микио (2018). Геометрия, топология и физика. Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-4200-5694-5. Получено 24 января 2024 г. .
Негро, Лука Даль (2022). Волны в сложных медиа. Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-03750-2. Получено 21 января 2024 г. .
Нери, Ферранте (2019). Линейная алгебра для вычислительных наук и техники. Springer. ISBN 978-3-030-21321-3. Получено 24 января 2024 г. .
Николсон, В. Кит (2012). Введение в абстрактную алгебру. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-13535-8. Получено 30 августа 2024 г. .
Оукс, Джеффри А.; Альхатиб, Хайтам М. (2007). «Упрощение уравнений в арабской алгебре». Historia Mathematica . 34 (1): 45–61. doi :10.1016/j.hm.2006.02.006.
Olver, Peter J. (1999). Классическая инвариантная теория. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-55821-1. Получено 12 марта 2024 г. .
Оно, Хироакира (2019). Теория доказательств и алгебра в логике. Springer. ISBN 978-981-13-7997-0.
Овчинников, Сергей (2015). Системы чисел. Американское математическое общество. ISBN 978-1-4704-2018-5. Получено 20 января 2024 г. .
Pickover, Clifford A. (2009). The Math Book: From Pythagoras to the 57th Dimension, 250 Milestones in History of Mathematics. Sterling Publishing Company, Inc. ISBN 978-1-4027-5796-9. Получено 28 января 2024 г. .
Плоткин, Б. (2012). Универсальная алгебра, алгебраическая логика и базы данных. Springer. ISBN 978-94-011-0820-1. Получено 24 января 2024 г. .
Pratt, Vaughan (2022). «Алгебра». Стэнфордская энциклопедия философии . Исследовательская лаборатория метафизики, Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 29 января 2024 г. Получено 11 января 2024 г.
Рабадан, Рауль; Блумберг, Эндрю Дж. (2019). Топологический анализ данных для геномики и эволюции: топология в биологии. Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-15954-9. Получено 24 января 2024 г. .
Рикардо, Генри (2009). Современное введение в линейную алгебру. CRC Press. ISBN 978-1-4398-9461-3. Получено 29 августа 2024 г. .
Роде, Ульрих Л.; Джейн, Г. К.; Поддар, Аджай К.; Гош, А. К. (2012). Введение в дифференциальное исчисление: систематические исследования с инженерными приложениями для начинающих. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-13014-8. Получено 16 января 2024 г. .
Романовски, Перри (2008). «Арифметика». В Лернер, Бренда Уилмот; Лернер, К. Ли (ред.). Энциклопедия науки Гейла (4-е изд.). Томпсон Гейл. ISBN 978-1-4144-2877-2. Архивировано из оригинала 1 ноября 2023 г. . Получено 13 января 2024 г. .
Розен, Кеннет (2012). Дискретная математика и ее приложения Глобальное издание 7e. McGraw Hill. ISBN 978-0-07-715151-5.
Роуэн, Луис Халле (2006). Graduate Algebra: Commutative View: Commutative View. Американское математическое общество. ISBN 978-0-8218-0570-1. Получено 14 июня 2024 г. .
Saikia, Promode Kumar (2008). Линейная алгебра. Pearson Education India. ISBN 978-81-317-4276-1. Получено 5 августа 2024 г. .
Серовайский, Саймон (2020). Архитектура математики. CRC Press. ISBN 978-0-429-89353-7.
Seshadri, CS (2010). Исследования по истории индийской математики. Springer. ISBN 978-93-86279-49-1. Получено 27 января 2024 г. .
Сиаларос, Михалис (2018). Революции и непрерывность в греческой математике. Walter de Gruyter GmbH & Co KG. ISBN 978-3-11-056527-0. Получено 27 января 2024 г. .
Сильвия, М.Т.; Робинсон, Е.А. (1979). Деконволюция геофизических временных рядов при разведке нефти и природного газа. Elsevier. ISBN 978-0-08-086864-6. Получено 21 января 2024 г. .
Смирнов, ДМ (2020). «Универсальная алгебра». Энциклопедия математики . Springer. Архивировано из оригинала 1 марта 2024 г. Получено 30 августа 2024 г.
Смит, Джонатан Д. Х. (2015). Введение в абстрактную алгебру. CRC Press. ISBN 978-1-4987-3162-1. Получено 14 июня 2024 г. .
Сморински, Крейг (2007). История математики: Дополнение. Springer. ISBN 978-0-387-75481-9. Получено 27 января 2024 г. .
Снейд, Джеймс; Фьюстер, Рэйчел М.; Макгилливрей, Дункан (2022). Математика и статистика для науки. Springer. ISBN 978-3-031-05318-4.
Соболев, СК (2015). «Константа». Энциклопедия математики . Springer. Архивировано из оригинала 24 января 2024 г. Получено 23 октября 2023 г.
Соломон, Брюс (2014). Линейная алгебра, геометрия и преобразования. CRC Press. ISBN 978-1-4822-9930-4. Получено 29 августа 2024 г. .
Сорелл, Том (2000). Декарт: Очень краткое введение. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-285409-4. Получено 11 марта 2024 г. .
Стар, Джон Р.; Фоеген, Энн; Ларсон, Мэтью Р.; МакКаллум, Уильям Г.; Порат, Джейн; Збиек, Роуз Мэри (2015). Стратегии обучения для улучшения знаний по алгебре у учащихся средних и старших классов . Министерство образования США / Институт педагогических наук. OCLC 5867417164.
Страффин, Филип Д. (1980). «Линейная алгебра в географии: собственные векторы сетей». Mathematics Magazine . 53 (5): 269–276. doi :10.2307/2689388. ISSN 0025-570X. JSTOR 2689388.
Салливан, Майкл (2010). Конечная математика: прикладной подход. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-87639-8. Получено 18 января 2024 г. .
Сан, Шую; Чжан, Тао (2020). Моделирование пласта: машинное обучение и моделирование. Gulf Professional Publishing. ISBN 978-0-12-820962-2. Получено 29 января 2024 г. .
Tan, Kiat Shi; Steeb, Willi-Hans; Hardy, Yorick (2012). SymbolicC++: Введение в компьютерную алгебру с использованием объектно-ориентированного программирования: Введение в компьютерную алгебру с использованием объектно-ориентированного программирования. Springer. ISBN 978-1-4471-0405-6. Получено 16 января 2024 г. .
Тантон, Джеймс (2005). Энциклопедия математики . Факты в архиве. ISBN 978-0-8160-5124-3.
Террас, Одри (2019). Абстрактная алгебра с приложениями . Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-16407-9.
Цокос, Крис П.; Вутен, Ребекка Д. (2015). Радость конечной математики: язык и искусство математики. Academic Press. ISBN 978-0-12-802985-5.
Валенца, Роберт Дж. (2012). Линейная алгебра: введение в абстрактную математику. Springer. ISBN 978-1-4612-0901-0. Получено 29 августа 2024 г. .
Винс, Джон (2007). Векторный анализ для компьютерной графики. Springer. ISBN 978-1-84628-803-6. Получено 5 августа 2024 г. .
Витербо, Эмануэле; Хонг, Йи (2011). "3.4 Алгебраическая теория чисел". В Hlawatsch, Franz; Matz, Gerald (ред.). Беспроводная связь по быстро меняющимся во времени каналам . Academic Press. ISBN 978-0-08-092272-0. Получено 24 января 2024 г. .
Войцеховский, МИ (2011). «Линейное уравнение». Энциклопедия математики . Springer. Архивировано из оригинала 23 ноября 2023 г. Получено 10 января 2024 г.
Waerden, Bartel L. van der (2013). История алгебры: от аль-Хорезми до Эмми Нётер. Springer. ISBN 978-3-642-51599-6. Получено 27 января 2024 г. .
Варден, Бартель Л. ван дер; Артин, Эмиль; Нётер, Эмми (2003). Алгебра . Том. 1. Спрингер. ISBN 0-387-40624-7.
Вагнер, Сигрид; Киран, Кэролин (2018). Исследовательские вопросы в изучении и преподавании алгебры: исследовательская программа для математического образования. Том 4. Routledge. ISBN 978-1-135-43421-2. Получено 13 января 2024 г. .
Вальц, Гвидо (2016). "Алгебра". Lexikon der Mathematik: Band 1: A bis Eif [ Математическая энциклопедия: Том 1: от A до Eif ] (на немецком языке). Спрингер. ISBN 978-3-662-53498-4. Архивировано из оригинала 12 января 2024 г. . Получено 13 января 2024 г. .
Weisstein, Eric W. (2003). CRC Concise Encyclopedia of Mathematics (2-е изд.). Chapman & Hall/CRC. ISBN 978-1-58488-347-0.
Уайтлоу, TA (1995). Введение в абстрактную алгебру, третье издание. CRC Press. ISBN 978-0-7514-0147-9.
Уильямс, Г. Арнелл (2022). Прекрасная алгебра: ода наименее любимому предмету математики. Базовые книги. ISBN 978-1-5416-0070-6. Получено 11 марта 2024 г. .
Янг, Синтия И. (2010). Precalculus. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-75684-2. Получено 16 января 2024 г. .
Янг, Синтия Y. (2023). Precalculus. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-119-86940-5. Получено 18 января 2024 г. .
zbMATH Open (2024). "Классификация". zbMATH Open . Математические обзоры и zbMATH Open. Архивировано из оригинала 19 июля 2020 г. Получено 17 марта 2024 г.
Цвиллингер, Дэниел (2002). Стандартные математические таблицы и формулы CRC. CRC Press. ISBN 978-1-4200-3534-6. Получено 27 января 2024 г. .
Внешние ссылки
В Викицитатнике есть цитаты, связанные с алгеброй .
Найдите информацию об алгебре в Викисловаре, бесплатном словаре.