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Quelle  CHAP002.htm   Sprache: HTML

 
 products/Sources/formale Sprachen/GAP/pkg/sonata/doc/htm/tut/CHAP002.htm


<html><head><title>[SONATA-tutorial] 2 Nearrings</title></head>
<body text="#000000" bgcolor="#ffffff">
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<h1>2 Nearrings</h1><p>
<P>
<H3>Sections</H3>
<oL>
<li> <A HREF="CHAP002.htm#SECT001">Entering nearrings into the system</a>
<li> <A HREF="CHAP002.htm#SECT002">Some simple questions about the nearring</a>
<li> <A HREF="CHAP002.htm#SECT003">Entering the nearring with less typing</a>
</ol><p>
<p>
A <strong>(left) nearring</strong> is an algebra (<i>N</i>,+,*), where
(<i>N</i>,+) is a (not necessarily abelian) group,
(<i>N</i>,*) is a semigroup, and 
the distributive law <i>x</i>*(<i>y</i>+<i>z</i>) = <i>x</i>*<i>y</i>+<i>x</i>*<i>z</i> 
holds.
Such nearrings are called <strong>left nearrings</strong>.
A typical example is constructed as follows:
take a group (<i>G</i>,+) (not necessarily abelian), and
take the set <i>M</i>(<i>G</i>) of all mappings from <i>G</i> to <i>G</i>.
Then we define + on <i>M</i>(<i>G</i>) as pointwise addition of
mappings, and * by <i>m</i> * <i>n</i> (γ) : = <i>n</i> (<i>m</i> (γ)).
The multiplication looks more natural if we write
functions right of their arguments. Then the definition
reads (γ) <i>m</i> * <i>n</i> = ((γ)<i>m</i>)<i>n</i>.
<p>
Textbooks on nearrings are <a href="biblio.htm#meldrum85:NATLWG"><[>meldrum85:NATLWG</cite></a>], <a href="biblio.htm#Clay:Nearrings"><[>Clay:Nearrings</cite></a>],
<a href="biblio.htm#Ferrero:Nearrings"><[>Ferrero:Nearrings</cite></a>]. They all use <strong>left nearrings</strong>.
The book <a href="biblio.htm#Pilz:Nearrings"><[>Pilz:Nearrings</cite></a>] uses <strong>right nearrings</strong>; these are 
the algebras that arise if we claim the right distributive law
 (<i>x</i> + <i>y</i>) * <i>z</i> = <i>x</i>*<i>z</i> + <i>y</i>*<i>z</i> instead of the left distributive law
given above. 
<p>
SONATA uses <strong>left</strong> nearrings throughout.
<p>
<p>
<h2><a name="SECT001">2.1 Entering nearrings into the system</a></h2>
<p><p>
<strong>The problem:</strongInput the nearring given in the example
of page 406 of <a href="biblio.htm#Pilz:Nearrings"><[>Pilz:Nearrings</cite></a>]
into SONATA.
<p>
This nearring is given by an explicit multiplication table.
The function <code>ExplicitMultiplicationNearRing</code> can be 
used to do the job.
But first, let's get the additive group, which is
Klein's four group:
<pre>
    gap> G := GTW4_2;
    4/2
</pre>
Now we have to establish a correspondence between
the elements <code>0</code>, <code>a</code>, <code>b</code>, <code>c</code> of the group in the example
and GAP's representation of the group elements.
<pre>
    gap> AsSortedList( G );
    [ (), (3,4), (1,2), (1,2)(3,4) ]
</pre>
Ok, let's map 0 to (), a to (3,4), b to (1,2)
and <code>c</code> to <code>(1,2)(3,4)</code>
<p>
<pre>
    gap> SetSymbols( G, [ "0""a""b""c" ] );
    gap> PrintTable( G );
    Let:
    0 := ()
    a := (3,4)
    b := (1,2)
    c := (1,2)(3,4)

      +  | 0 a b c     
      ------------    
      0  | 0 a b c     
      a  | a 0 c b     
      b  | b c 0 a     
      c  | c b a 0     

</pre>
<p>
Now for entering the nearring multiplication:
We will use the function <code>NrMultiplicationByOperationTable</code>.
This function requires as one of its arguments a matrix
of integers representing the operation table:
We choose the entries of <code>table</code> according to the
positions of the elements of <code>G</code> in
<code>AsSortedList( G )</code>:
<pre>
    gap> table := [ [ 1, 1, 1, 1 ],                 
    >               [ 1, 1, 2, 2 ],
    >               [ 1, 2, 4, 3 ],
    >               [ 1, 2, 3, 4 ] ];
    [ [ 1, 1, 1, 1 ], [ 1, 1, 2, 2 ], [ 1, 2, 4, 3 ], [ 1, 2, 3, 4 ] ]
</pre>
<p>
Now we are in position to define a nearring multiplication:
<pre>
    gap> mul:=NearRingMultiplicationByOperationTable(                        
    >             G, table, AsSortedList(G) );
    function( x, y ) ... end
</pre>
<p>
And finally, we can define the nearring:
<pre>
    gap> N := ExplicitMultiplicationNearRing( G, mul );
    ExplicitMultiplicationNearRing ( 4/2 , multiplication )
</pre>
We get no error message, which means that we have 
indeed defined a nearring multiplication on <code>G</code>.
Now let's take a look at it:
<pre>
    gap> PrintTable( N );
    Let:
    0 := (())
    a := ((3,4))
    b := ((1,2))
    c := ((1,2)(3,4))

      +  | 0  a  b  c  
      ---------------
      0  | 0  a  b  c  
      a  | a  0  c  b  
      b  | b  c  0  a  
      c  | c  b  a  0  

      *  | 0  a  b  c  
      ---------------
      0  | 0  0  0  0  
      a  | 0  0  a  a  
      b  | 0  a  c  b  
      c  | 0  a  b  c  
</pre>
The symbols used for the elements of the group are also used for the
elements of the nearring. Of course, it is still possible to redefine the 
symbols.
<p>
<p>
<h2><a name="SECT002">2.2 Some simple questions about the nearring</a></h2>
<p><p>
Now, that the nearring is in the system, let's ask
some questions about it. A nearring is a nearfield if
it has more than one element and its nonzero elements are
a group with respect to multiplication. A textbook
on nearfields is <a href="biblio.htm#Waehling:Fastkoerper"><[>Waehling:Fastkoerper</cite></a>]. They are interesting
structures, closely connected to sharply 2-transitive permutation
groups and fixedpointfree automorphism groups of groups.
<p>
<pre>
    gap> IsNearField( N );
    false
    gap> IsIntegralNearRing( N );
    false
    gap> IsNilpotentNearRing( N );
    false
</pre>
<a href="biblio.htm#Pilz:Nearrings"><[>Pilz:Nearrings</cite></a>] is correct ... Well at least in this case.<code>;-))</code>
<p>
<p>
<h2><a name="SECT003">2.3 Entering the nearring with less typing</a></h2>
<p><p>
Certainly, everybody has immediately seen, that this
nearring is a transformation nearring on <code>GTW4_2</code>
which is generated by the transformations
<code>0</code> to <code>0</code>, <code>a</code> to <code>a</code>, <code>b</code> to <code>c</code>, <code>c</code> to <code>b</code>, and
the identity transformation, so
<p>
<pre>
    gap> t := GroupGeneralMappingByImages(                    
    >           G, G, AsSortedList(G), AsSortedList(G){[1,2,4,3]} );
    [ (), (3,4), (1,2), (1,2)(3,4) ] -> [ (), (3,4), (1,2)(3,4), (1,2) ]
    gap> id := IdentityMapping( G );
    IdentityMapping( 4/2 )
    gap> T := TransformationNearRingByGenerators( G, [t,id] );
    TransformationNearRingByGenerators(
    [ [ (), (3,4), (1,2), (1,2)(3,4) ] -> [ (), (3,4), (1,2)(3,4), (1,2) ], 
      IdentityMapping( 4/2 ) ])
</pre>
<p>
Let's see what we've got:
<p>
<pre>
    gap> PrintTable(T);
    Let:
    n0 := <mapping: 4/2 -> 4/2 >
    n1 := <mapping: 4/2 -> 4/2 >
    n2 := <mapping: 4/2 -> 4/2 >
    n3 := <mapping: 4/2 -> 4/2 >

       +  | n0  n1  n2  n3  
      --------------------
      n0  | n0  n1  n2  n3  
      n1  | n1  n0  n3  n2  
      n2  | n2  n3  n0  n1  
      n3  | n3  n2  n1  n0  

       *  | n0  n1  n2  n3  
      --------------------
      n0  | n0  n0  n0  n0  
      n1  | n0  n0  n1  n1  
      n2  | n0  n1  n2  n3  
      n3  | n0  n1  n3  n2  
</pre>
<p>
Obviously, we've got the correct nearring.
Let's make for sure:
<p>
<pre>
    gap> IsIsomorphicNearRing( N, T );
    true
</pre>
<p>
However, <code>N</code> and <code>T</code> are certaily not equal:
<p>
<pre>
    gap> N = T;
    false
</pre>
<p>
<p>
[<a href = "chapters.htm">Up</a>] [<a href ="CHAP001.htm">Previous</a>] [<a href ="CHAP003.htm">Next</a>] [<a href = "theindex.htm">Index</a>]
<P>
<address>SONATA-tutorial manual<br>September 2025
</address></body></html>

Messung V0.5
C=95 H=88 G=91

¤ Dauer der Verarbeitung: 0.11 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤

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Die farbliche Syntaxdarstellung und die Messung sind noch experimentell.