Legi de compoziție, grupuri, inele, polinoame

Legi de compoziție, tabla operației, parte stabilă

Ce este o lege de compoziție internă, cum citești și construiești tabla operației, cum demonstrezi că o submulțime este parte stabilă și trucul formei factorizate.

  • 22 min
  • La BAC: Subiectul al II-lea (2)
  • Verificat pe bareme
Ilustrație: Legi de compoziție, tabla operației, parte stabilă
Ilustrație generată pentru ZECE (artistică, nu o planșă științifică: pentru detalii exacte vezi schemele din lecție).

ții minte doar fișa asta și ești acoperit

Fișa de aur

  1. 01

    Lege de compoziție internă pe M: oricărei perechi (x, y) din M îi corespunde un singur x ∗ y, tot din M.

  2. 02

    Parte stabilă: H ⊆ M cu x ∗ y ∈ H pentru orice x, y ∈ H. Demonstrezi pentru x, y oarecare, nu pe exemple.

    Truc: Stabil = „nu ieși din cameră”: combini doi din cameră, rezultatul rămâne în cameră.

  3. 03

    Pentru legi de forma xy − a(x + y) + b scrie mereu (x − a)(y − a) + b − a²: aproape toate punctele c) pornesc de aici.

  4. 04

    Pentru intervale: din x, y ∈ H obții semnul factorilor (x − a), (y − a), apoi compari cu capătul intervalului.

  5. 05

    Ca să arăți că H nu e stabilă, dai un contraexemplu concret: două elemente din H al căror compus iese din H.

1 din 6

Pe scurt

2 minesențialul, de recitit oricând

Culorile din lecție:termencifră, datăidee-cheie

  • Lege de compoziție internă pe o mulțime nevidă : o funcție , . Rezultatul trebuie să fie în .
  • Tabla operației (pentru finită): la intersecția liniei cu coloana se scrie .
  • Parte stabilă: , nevidă, cu pentru orice . Pe se obține legea indusă.
  • Forma factorizată: .
  • Pentru a arăta că nu este parte stabilă ajunge un contraexemplu.

Legea de compoziție internă

3 min

Fie o mulțime nevidă. O lege de compoziție internă (operație algebrică) pe este o funcție . Se notează (sau , , ).

Două lucruri sunt incluse în definiție:

  • existența și unicitatea: pentru fiecare pereche se obține un singur rezultat;
  • rezultatul rămâne în : dacă pe definim , nu obținem o lege internă, pentru că .

Exemple de legi interne: adunarea și înmulțirea pe ; adunarea și înmulțirea matricelor pe ; compunerea funcțiilor pe mulțimea funcțiilor ; adunarea și înmulțirea claselor de resturi pe .

Tabla operației

3 min

Pentru o mulțime finită , legea se poate da printr-un tabel: pe linia lui și coloana lui se scrie . De exemplu, adunarea în :

Ce citești din tablă:

  • legea e internă dacă toate căsuțele conțin elemente din ;
  • comutativitatea: tabla este simetrică față de diagonala principală;
  • elementul neutru : linia și coloana lui repetă capul de tabel;
  • simetricul lui : elementul pentru care pe linia lui apare în coloana lui (și invers).

Elementul neutru se vede în tablă

012312302301301201230123
În tablă, clasele apar fără căciuliță. Linia și coloana lui 0 repetă capul de tabel, iar simetria față de diagonala principală arată comutativitatea.

Parte stabilă

11 min 3 întrebări la final

Definiție. Fie o lege de compoziție pe . O submulțime nevidă este parte stabilă a lui în raport cu dacă

Atunci , este o lege pe , numită legea indusă.

  1. Iei x, y oarecare din H
    Scrii condiția de apartenență: pentru un interval, inegalitățile; pentru o mulțime de matrice, forma generală , .
  2. Rescrii x ∗ y
    Forma factorizată, o proprietate de tipul sau un calcul direct.
  3. Arăți condiția de apartenență pentru x ∗ y
    Semnul produsului, comparația cu capătul intervalului, forma matricei.
  4. Concluzia cu formularea din cerință
    „deci este parte stabilă a lui în raport cu legea de compoziție ”.

Forma factorizată. Pentru orice numere reale :

Verificare: . Cazul frecvent dă .

BAC august 2020, varianta 3, II.2.a și c

Legea: pe , număr real.

a) Pentru : .

c) Fie și . Pentru orice numere reale :

Pentru avem și , deci . Cum , rezultă , deci , adică .

Prin urmare este parte stabilă a mulțimii numerelor reale în raport cu legea .

Barem oficial: c) forma factorizată 2p; justificarea și concluzia 3p.

Exercițiu de tip BAC: interval deschis

Pe : . Arătați că este parte stabilă.

, pentru orice .

Fie . Atunci și , deci și , adică .

Deci este parte stabilă a lui în raport cu .

Exercițiu de tip BAC: mulțime de matrice

Fie , , și . Arătați că este parte stabilă a lui în raport cu înmulțirea matricelor.

Pentru orice avem , deci : este parte stabilă.

Contraexemplu: H nu este parte stabilă

Pe cu adunarea, : , dar . Deci nu este parte stabilă a lui în raport cu adunarea.

BAC 2025, simulare, II.2.c (parte stabilă fără formă factorizată)

Pe : . Demonstrați că este parte stabilă a lui în raport cu .

Pentru orice , primii trei termeni se grupează într-un pătrat:

Pentru avem , deci , adică : mulțimea este parte stabilă a lui în raport cu .

Barem oficial: rescrierea și inegalitatea 3p; concluzia pentru 2p.

Ce trebuie arătat ca H să fie parte stabilă?

Scrie xy − 4(x + y) + 20 în formă factorizată.

Cum arăți că [0, 1] nu e parte stabilă față de adunare?

Ce se cere la BAC

3 mincum apare la examen

Problema 2 de la Subiectul al II-lea are trei puncte a), b), c), câte 5 puncte fiecare (15 puncte din 30). Partea stabilă apare de obicei la c), după ce b) a cerut o proprietate (element neutru, comutativitate).

  • BAC august 2020, v3, II.2.c: parte stabilă pentru , . Barem: (2p), apoi (3p).
  • BAC iunie 2020, v6, II.2: legea pe este dată cu radical de ordinul 3; punctul b) cere o rescriere cu produsul sub radical, din care se vede că rezultatul este cel puțin 1 (vezi lecția „Calcule și ecuații cu legi de compoziție”).
  • BAC 2025, simulare, II.2.c: parte stabilă pentru o lege cu radicali; ideea din barem este , deci (3p + 2p).
  • Punctul a) este aproape mereu un calcul direct cu numere date: înlocuiești în formulă și calculezi (3p + 2p în barem).

Greșeli care costă puncte

1 mincapcanele de evitat

  • Verificarea pe câteva valori în loc de oarecare din .
  • Concluzia lipsă: „deci este parte stabilă” trebuie scris, cu legea numită.
  • Inegalitate strictă în loc de nestrictă (sau invers) la capătul intervalului.
  • Desfacerea greșită a formei factorizate: verifică întotdeauna termenul liber .
  • Contraexemplu lipsă când se cere să arăți că o mulțime nu este stabilă: nu e suficient „nu pare stabilă”.

Termeni-cheie

Lege de compoziție internă
Pe mulțimea nevidă M: o funcție φ: M × M → M; rezultatul φ(x, y) se notează x ∗ y și trebuie să fie tot în M.
Tabla operației
Pentru M finită: tabel cu elementele lui M pe linie și pe coloană; la intersecția liniei x cu coloana y se scrie x ∗ y.
Parte stabilă
H ⊆ M, H nevidă, este parte stabilă a lui M în raport cu ∗ dacă x ∗ y ∈ H pentru orice x, y ∈ H.
Lege indusă
Pe o parte stabilă H, restricția lui ∗ la H × H este o lege de compoziție pe H, numită legea indusă.
Forma factorizată
x ∗ y = xy − a(x + y) + b se scrie (x − a)(y − a) + b − a²; pentru b = a² + a devine (x − a)(y − a) + a.
Contraexemplu
Ca să arăți că H NU este parte stabilă ajunge o singură pereche x, y ∈ H cu x ∗ y ∉ H.
Operație bine definită
Pentru o lege pe un interval sau o mulțime restrânsă trebuie verificat că rezultatul rămâne în mulțime (altfel nu e lege internă).

Notițele mele

Salvat local

Surse