es ley externa en A con operadores en B ⇔ Bx A → A es decir, si b B ∈ y a A ∈ la imagen del par (b ; a)
= b ∗ a ∈ A
Según las propiedades que deban satisfacer estas leyes de composición, se tienen los distintos tipos
de estructuras ó sistemas axiomáticos.
Monoide
El par (A , ∗ ) donde A es un conjunto no vacío dotado de
una operación ó ley de composición interna ∗ se denomina
monoide.
Ejemplos de monoides
( N , + ) , ( Z , + ) , ( Q , + ) , son monoides.
( N , - ) no es un monoide porque la
sustracción no es ley de composición
interna en N. ( N , ∗ ) donde ∗ está
definido como a ∗ b = máx.{a , b} es un
monoide.
Semigrupo
Un monoide asociativo se denomina semigrupo.
Si la ley de composición interna también es conmutativa se llama semigrupo
conmutativo. Si existe el elemento neutro se dice que es un semigrupo con unidad ó
semigrupo con identidad. El elemento neutro de llama identidad.
Ejemplos de semigrupos ( N , + ) es un semigrupo conmutativo sin elemento neutro. ( N 0 , + ) es un
semigrupo conmutativo con elemento neutro, el 0. ( N , • ) es un semigrupo conmutativo con
elemento neutro ó identidad igual a 1.
Grupo
Sea el par (A , ∗ ) , donde A es un conjunto no vacío dotado
de una ley de composición interna binaria
(A , ∗ ) es un grupo ó se define sobre A una estructura de
grupo sí: a) ∗ es asociativa. Es decir a ∀ , b ∀ , c ∀ : a, b, c ∈
A ⇒ ( ) ( ) a b c a b c ∗ ∗ = ∗ ∗ b) ∗ posee elemento neutro en
A. Es decir e A ∃ ∈ / a ∀ , si a A ∈ ⇒ a e e a a ∗ = ∗ = c) Todo
elemento de A es invertible en A respecto de ∗ . Es decir a
A ∀ ∈ , a ´ A ∃ ∈ / a a ´ a ´ a e
Grupo Abeliano ó Grupo conmutativo
es cuando además de ser un grupo, d) ∗ es conmutativa. Es decir a ∀ , b ∀ : a, b ∈ A a b b a ⇒ ∗ = ∗ Si
G = (A , ∗ ) es un grupo, se dice que es un grupo finito si el conjunto A es finito y su cardinal se llama
orden del grupo.
Ejemplos 1) El par ( Z , ∗ ) donde Z es el conjunto de los números enteros y ∗ es una operación
definida como a ∗ b = a + b + 3 forma un grupo abeliano. Comprobación: ∗ es una ley de composición
interna en Z pues si a y b ∈ Z , a + b + 3 ∈ Z ∗ es asociativa pues ( ) a b c ∗ ∗ = (a + b +3) ∗ c = a + b +3 +
c +3 = a + b + c + 6 y ( ) a b c ∗ ∗ = a ∗ (b + c + 3) = a + b + c + 3 + 3 = a + b + c + 6 ∗ tiene elemento
neutro e = –3 , pues a A ∀ ∈ , a ∗ e = a entonces a + e +3 = a ⇒ e = –3 y e ∗ a = a entonces e + a + 3 = a
⇒ e = –3 tiene inverso a , a / a a e ′ ′ ∀ ∃ ∗ = , en nuestro caso a a′ ∗ = –3 ⇒ a a 3 ′ + + = –3 luego a´ = – a
– 6 es inverso a derecha a a 3 ′ ∗ = − ⇒ a a 3 ′ + + = –3 luego a´ = – a – 6 es inverso a izquierda ∗ es
conmutativa pues a b ∗ = a + b + 3 = b + a + 3 = b a
Otros ejemplos: 1 ) ( Z , + ) ; ( Q , + ) ; ( R , + ) y ( C , + ) Son grupos abelianos . También
se llaman grupos aditivos debido a la operación aditiva. 2 ) ( N , + ) No es grupo. No
tiene neutro ni inverso de cada elemento. 3 ) ( N 0 , + ) No es grupo. Tiene neutro, el 0
, pero no tiene inverso aditivo. 4 ) ( Q , • ) No es grupo, el 0 no tiene inverso
multiplicativo. 5 ) ( R , • ) No es grupo, el 0 no tiene inverso multiplicativo. 6 ) ( Q – { 0 }
, • ) y ( R – { 0 } , • ) Son grupos.