Sách Đại Số Trừu Tượng (Abstract Algebra) - Charles C. Pinter

Tìm hiểu đại số trừu tượng với "A Book of Abstract Algebra" của Charles C Pinter. Khám phá các khái niệm, định lý và bài tập sâu sắc trong cuốn sách kinh điển này.

Trường đại học

Bucknell University

Chuyên ngành

Mathematics

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Book

2010

394
0
0

Phí lưu trữ

75 Point

Mục lục chi tiết

Preface

1. Chapter 1: Why Abstract Algebra?

1.1. History of Algebra

1.2. Axioms and Axiomatic Algebra

1.3. Abstraction in Algebra

2. Chapter 2: Operations

2.1. Operations on a Set

2.2. Properties of Operations

3. Chapter 3: The Definition of Groups

3.1. Groups

3.2. Examples of Infinite and Finite Groups

3.3. Examples of Abelian and Nonabelian Groups

3.4. Theory of Coding: Maximum-Likelihood Decoding

4. Chapter 4: Elementary Properties of Groups

4.1. Uniqueness of Identity and Inverses

4.2. Properties of Inverses

4.3. Direct Product of Groups

5. Chapter 5: Subgroups

5.1. Definition of Subgroup

5.2. Generators and Defining Relations

5.3. Cay ley Diagrams

5.4. Center of a Group

5.5. Group Codes; Hamming Code

6. Chapter 6: Functions

6.1. Injective, Surjective, Bijective Function

6.2. Composite and Inverse of Functions

6.3. Finite-State Machines

6.4. Automata and Their Semigroups

7. Chapter 7: Groups of Permutations

7.1. Symmetric Groups.com

7.2. An Application of Groups to Anthropology

8. Chapter 8: Permutations of a Finite Set

8.1. Decomposition of Permutations into Cycles

8.2. Even and Odd Permutations

9. Chapter 9: Isomorphism

9.1. The Concept of Isomorphism in Mathematics

9.2. Isomorphic and Nonisomorphic Groups

10. Chapter 10: Order of Group Elements

10.1. Powers/Multiples of Group Elements

10.2. Laws of Exponents

10.3. Properties of the Order of Group Elements

11. Chapter 11: Cyclic Groups

11.1. Finite and Infinite Cyclic Groups

11.2. Isomorphism of Cyclic Groups

11.3. Subgroups of Cyclic Groups

12. Chapter 12: Partitions and Equivalence Relations

13. Chapter 13: Counting Cosets

13.1. Lagrange’s Theorem and Elementary Consequences

13.2. Survey of Groups of Order ≤ 10

13.3. Number of Conjugate Elements

13.4. Group Acting on a Set

14. Chapter 14: Homomorphisms

14.1. Elementary Properties of Homomorphisms

14.2. Kernel and Range

14.3. Inner Direct Products

15. Chapter 15: Quotient Groups

15.1. Quotient Group Construction

15.2. Examples and Applications

15.3. The Class Equation

15.4. Induction on the Order of a Group

16. Chapter 16: The Fundamental Homomorphism Theorem

16.1. Fundamental Homomorphism Theorem and Some Consequences

16.2. The Isomorphism Theorems

16.3. The Correspondence Theorem

16.4. Decomposition Theorem for Finite Abelian Groups.com

17. Chapter 17: Rings: Definitions and Elementary Properties

17.1. Commutative Rings

17.2. Invertibles and Zero- Divisors

18. Chapter 18: Ideals and Homomorphisms

19. Chapter 19: Quotient Rings

19.1. Construction of Quotient Rings

19.2. Fundamental Homomorphism Theorem and Some Consequences

19.3. Properties of Prime and Maximal Ideals

20. Chapter 20: Integral Domains

20.1. Characteristic of an Integral Domain

20.2. Properties of the Characteristic

20.3. Construction of the Field of Quotients

21. Chapter 21: The Integers

21.1. Ordered Integral Domains

21.2. Characterization of Up to Isomorphism

22. Chapter 22: Factoring into Primes

22.1. Ideals of

22.2. Properties of the GCD

22.3. Relatively Prime Integers

23. Chapter 23: Elements of Number Theory (Optional)

23.1. Properties of Congruence

23.2. Theorems of Fermât and Euler

23.3. Solutions of Linear Congruences

23.4. Chinese Remainder Theorem

23.5. Wilson’s Theorem and Consequences

23.6. The Legendre Symbol

24. Chapter 24: Rings of Polynomials

24.1. Motivation and Definitions

24.2. Domain of Polynomials over a Field

24.3. Polynomials in Several Variables

24.4. Fields of Polynomial Quotients

25. Chapter 25: Factoring Polynomials

25.1. Ideals of F[x]

25.2. Properties of the GCD

26. Chapter 26: Substitution in Polynomials

26.1. Roots and Factors

26.2. Eisenstein’s Irreducibility Criterion

26.3. Polynomials over the Reals

27. Chapter 27: Extensions of Fields

27.1. Algebraic and Transcendental Elements

27.2. The Minimum Polynomial

27.3. Basic Theorem on Field Extensions

28. Chapter 28: Vector Spaces

28.1. Elementary Properties of Vector Spaces

29. Chapter 29: Degrees of Field Extensions

29.1. Simple and Iterated Extensions

29.2. Degree of an Iterated Extension

29.3. Fields of Algebraic Elements

30. Chapter 30: Ruler and Compass

30.1. Constructible Points and Numbers

30.2. Constructible Angles and Polygons

31. Chapter 31: Galois Theory: Preamble

31.1. Multiple Roots

31.2. Extension of a Field

31.3. Roots of Unity

32. Chapter 32: Galois Theory: The Heart of the Matter

32.1. Field Automorphisms

32.2. The Galois Group

32.3. The Galois Correspondence

32.4. Fundamental Theorem of Galois Theory

32.5. Computing Galois Groups

33. Chapter 33: Solving Equations by Radicals

33.1. Radical Extensions

33.2. Insolvability of the Quin tic

Appendix A Review of Set Theory

Appendix B Review of the Integers

Appendix C Review of Mathematical Induction

Answers to Selected Exercises

Index

Tóm tắt

I. Đại Số Trừu Tượng Định Nghĩa Lịch Sử Tổng Quan 55

Đại số trừu tượng, còn được gọi là đại số đại cương, là một lĩnh vực toán học nghiên cứu các cấu trúc đại số như nhóm, vành, trường, module, không gian vector. Khác với đại số sơ cấp tập trung vào giải phương trình, đại số trừu tượng tập trung vào tính chất và cấu trúc của các đối tượng toán học. Lịch sử của đại số trừu tượng gắn liền với việc mở rộng khái niệm đại số, từ việc giải các phương trình đa thức sang nghiên cứu các hệ thống toán học trừu tượng hơn. Các khái niệm như nhóm, vành, và trường đã được phát triển từ những nghiên cứu về lý thuyết phương trình, hình học và lý thuyết số. Évariste Galois, với lý thuyết Galois, được xem là một trong những người đặt nền móng cho đại số trừu tượng hiện đại. Nghiên cứu của ông về tính giải được của các phương trình đa thức đã dẫn đến việc phát triển khái niệm nhómtrường một cách trừu tượng. Theo Charles C. Pinter trong cuốn 'A BOOK OF ABSTRACT ALGEBRA', 'Abstraction is all relative; one person’s abstraction is another person’s bread and butter.' Điều này nhấn mạnh rằng tính trừu tượng trong toán học là một quá trình tiến hóa liên tục. Các khái niệm ban đầu được coi là trừu tượng, sau đó trở nên quen thuộc và được ứng dụng rộng rãi.

1.1. Định nghĩa và mục tiêu của Đại Số Trừu Tượng

Đại số trừu tượng nghiên cứu các cấu trúc đại số. Mục tiêu chính là xác định và phân tích các tính chất chung của các cấu trúc này, thay vì tập trung vào các ví dụ cụ thể. Điều này cho phép các nhà toán học phát triển các lý thuyết tổng quát có thể áp dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau của toán học và khoa học. Theo Pinter, 'the purpose of algebra is to study algebraic structures, and nothing less than that.'.

1.2. Lịch sử phát triển của các khái niệm cốt lõi

Các khái niệm như nhóm, vành, và trường đã phát triển từ nhiều nguồn khác nhau. Nhóm bắt nguồn từ nghiên cứu về hoán vị và lý thuyết Galois. Vànhtrường phát triển từ nghiên cứu về lý thuyết số và đa thức. Sự trừu tượng hóa các khái niệm này cho phép các nhà toán học xây dựng các lý thuyết mạnh mẽ và tổng quát.

II. Thách Thức Trong Học Ứng Dụng Đại Số Trừu Tượng 58

Học đại số trừu tượng đòi hỏi tư duy trừu tượng cao và khả năng làm việc với các định nghĩa và chứng minh. Một trong những thách thức lớn nhất là việc hiểu và áp dụng các định nghĩa trừu tượng vào các ví dụ cụ thể. Sinh viên thường gặp khó khăn trong việc kết nối các khái niệm trừu tượng với các vấn đề thực tế. Bên cạnh đó, việc ghi nhớ và áp dụng các định lý và kết quả trong đại số trừu tượng cũng đòi hỏi sự luyện tập và hiểu biết sâu sắc. Hơn nữa, ứng dụng đại số trừu tượng đòi hỏi kiến thức chuyên môn và khả năng liên kết các khái niệm trừu tượng với các vấn đề thực tế. Ví dụ, việc sử dụng lý thuyết mã trong truyền thông đòi hỏi sự hiểu biết về trường hữu hạnđại số tuyến tính. Tương tự, ứng dụng mật mã học đòi hỏi kiến thức về nhóm, vành, và trường. Theo Pinter, 'Abstraction Revisited... when we capture mathematical facts in an axiomatic system, we never try to reproduce the facts in full, but only that side of them which is important or relevant in a particular context.'

2.1. Khó khăn trong việc nắm bắt các định nghĩa trừu tượng

Các định nghĩa trong đại số trừu tượng thường rất trừu tượng và tổng quát. Việc hiểu và áp dụng các định nghĩa này đòi hỏi tư duy logic và khả năng làm việc với các khái niệm không trực quan. Sinh viên cần luyện tập nhiều để có thể nắm bắt và sử dụng các định nghĩa này một cách hiệu quả.

2.2. Yêu cầu cao về khả năng chứng minh và suy luận logic

Đại số trừu tượng tập trung vào chứng minh và suy luận logic. Sinh viên cần phát triển khả năng xây dựng các chứng minh chặt chẽ và logic. Điều này đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về các định nghĩa và kết quả, cũng như khả năng áp dụng chúng vào các tình huống khác nhau.

2.3. Kết nối lý thuyết với các bài toán và ứng dụng thực tế

Thách thức đặt ra là làm thế nào để gắn kết các lý thuyết này với các bài toán và ứng dụng thực tế, việc chuyển đổi từ các công thức trừu tượng sang các giải pháp thực tế đòi hỏi kỹ năng chuyên môn và khả năng suy nghĩ sáng tạo. Để thực hiện điều này, cần có sự hiểu biết sâu sắc về các cấu trúc và tính chất đại số, cũng như khả năng nhìn nhận các vấn đề thực tế dưới góc độ đại số.

III. Phương Pháp Học Hiệu Quả Đại Số Trừu Tượng 59

Để học tốt đại số trừu tượng, cần tập trung vào việc hiểu sâu sắc các định nghĩa và kết quả. Điều này có thể được thực hiện bằng cách đọc kỹ giáo trình, giải nhiều bài tập và thảo luận với bạn bè. Quan trọng nhất là cần phải xây dựng được trực giác về các khái niệm trừu tượng. Ngoài ra, việc tìm hiểu về lịch sử và ứng dụng của đại số trừu tượng có thể giúp tăng thêm động lực học tập. Sinh viên cũng nên tận dụng các nguồn tài liệu trực tuyến và các phần mềm hỗ trợ để hiểu rõ hơn về các khái niệm và kỹ thuật trong đại số trừu tượng. Theo Pinter, 'Each chapter has the form of a discussion with the student, with the accent on explaining and motivating.'

3.1. Tập trung vào việc hiểu sâu các định nghĩa và kết quả

Việc ghi nhớ các định nghĩa và kết quả là quan trọng, nhưng việc hiểu sâu sắc ý nghĩa và ứng dụng của chúng còn quan trọng hơn. Sinh viên nên cố gắng giải thích các định nghĩa và kết quả bằng ngôn ngữ của riêng mình và tìm kiếm các ví dụ minh họa.

3.2. Thực hành giải nhiều bài tập đa dạng về chủ đề

Giải bài tập là cách tốt nhất để kiểm tra và củng cố kiến thức. Sinh viên nên giải nhiều bài tập đa dạng, từ các bài tập cơ bản đến các bài tập nâng cao. Việc thảo luận với bạn bè về các bài tập khó cũng có thể giúp hiểu rõ hơn về các khái niệm.

3.3. Xây dựng trực giác và liên hệ với các lĩnh vực khác

Xây dựng trực giác về các khái niệm trừu tượng là rất quan trọng. Điều này có thể được thực hiện bằng cách tìm kiếm các ví dụ và hình ảnh trực quan minh họa các khái niệm. Ngoài ra, việc liên hệ đại số trừu tượng với các lĩnh vực khác của toán học và khoa học có thể giúp tăng thêm sự hiểu biết và động lực học tập.

IV. Ứng Dụng Của Đại Số Trừu Tượng Trong Mật Mã Học 56

Đại số trừu tượng đóng vai trò quan trọng trong mật mã học hiện đại. Các khái niệm như nhóm, vành, trường hữu hạn được sử dụng để xây dựng các hệ thống mã hóa an toàn. Ví dụ, thuật toán mã hóa RSA dựa trên lý thuyết sốđại số modulo. Các đường cong elliptic, một lĩnh vực nghiên cứu trong hình học đại số, cũng được sử dụng rộng rãi trong mật mã học. Ngoài ra, lý thuyết mã cũng có nhiều ứng dụng trong mật mã học, giúp phát hiện và sửa lỗi trong quá trình truyền thông. Theo Pinter, 'the question of including “applications” of abstract algebra in an undergraduate course... is a touchy one. Either one runs the risk of making a visibly weak case for the applicability of the notions of abstract algebra, or on the other hand...one may end up having to omit a lot of important algebra.

4.1. Vai trò của nhóm vành trường trong mã hóa

Nhóm, vành, và trường cung cấp các cấu trúc toán học cần thiết để xây dựng các hệ thống mã hóa an toàn. Các phép toán trong các cấu trúc này được sử dụng để mã hóa và giải mã thông tin.

4.2. Ứng dụng của lý thuyết số và đại số modulo trong RSA

Thuật toán RSA dựa trên sự khó khăn của việc phân tích một số lớn thành các thừa số nguyên tố. Lý thuyết sốđại số modulo cung cấp các công cụ cần thiết để thực hiện các phép toán trong thuật toán RSA.

4.3. Đường cong elliptic và ứng dụng trong mật mã

Các đường cong elliptic cung cấp một cấu trúc nhóm cho phép xây dựng các hệ thống mật mã an toàn hơn. Mật mã đường cong elliptic (ECC) được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như chữ ký số và trao đổi khóa.

V. Đại Số Trừu Tượng Trong Lý Thuyết Mã và Khoa Học Máy Tính 60

Ngoài mật mã học, đại số trừu tượng cũng có nhiều ứng dụng trong lý thuyết mãkhoa học máy tính. Các mã sửa sai, được sử dụng để phát hiện và sửa lỗi trong quá trình truyền thông, dựa trên các khái niệm từ đại số tuyến tínhtrường hữu hạn. Trong khoa học máy tính, đại số Boolean được sử dụng để thiết kế các mạch logic và các hệ thống số. Lý thuyết đồ thị, một lĩnh vực quan trọng trong khoa học máy tính, cũng có nhiều liên hệ với đại số trừu tượng. Theo Pinter, 'I have adopted what I believe is a reasonable compromise by adding an elementary discussion of a few application areas...only in the exercise sections, in connection with specific exercise. These exercises may be either stressed, de-emphasized, or omitted altogether.

5.1. Mã sửa sai và ứng dụng trong truyền thông

Các mã sửa sai được sử dụng để phát hiện và sửa lỗi trong quá trình truyền thông. Các mã này dựa trên các khái niệm từ đại số tuyến tínhtrường hữu hạn, cho phép phục hồi thông tin bị mất do lỗi.

5.2. Đại số Boolean và thiết kế mạch logic

Đại số Boolean cung cấp các công cụ để phân tích và thiết kế các mạch logic. Các phép toán AND, OR, và NOT trong đại số Boolean tương ứng với các cổng logic cơ bản trong mạch điện tử.

5.3. Lý thuyết đồ thị và các bài toán tối ưu trong máy tính

Lý thuyết đồ thị là một lĩnh vực quan trọng trong khoa học máy tính, được sử dụng để mô hình hóa và giải quyết nhiều bài toán tối ưu. Các khái niệm từ đại số trừu tượng có thể được sử dụng để phân tích và giải quyết các bài toán trong lý thuyết đồ thị.

VI. Tiềm Năng Phát Triển Và Nghiên Cứu Đại Số Trừu Tượng 58

Đại số trừu tượng tiếp tục là một lĩnh vực nghiên cứu sôi động với nhiều tiềm năng phát triển. Các nhà toán học đang khám phá các cấu trúc đại số mới và tìm kiếm các ứng dụng mới trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Sự kết hợp giữa đại số trừu tượng và các lĩnh vực khác như hình học, lý thuyết số, và khoa học máy tính hứa hẹn sẽ mang lại nhiều khám phá thú vị. Theo Pinter, 'PREFACE...While giving due emphasis to the deductive aspect of modern algebra, I have endeavored here to present modern algebra as a lively branch of mathematics, having considerable imaginative appeal and resting on some firm, clear, and familiar intuitions.

6.1. Các hướng nghiên cứu mới trong đại số trừu tượng

Các nhà toán học đang nghiên cứu các cấu trúc đại số mới như đại số Lie, lý thuyết phạm trù, và đại số phổ quát. Các nghiên cứu này có thể dẫn đến việc phát triển các lý thuyết tổng quát hơn và các ứng dụng mới.

6.2. Kết hợp với hình học lý thuyết số và khoa học máy tính

Sự kết hợp giữa đại số trừu tượng và các lĩnh vực khác như hình học, lý thuyết số, và khoa học máy tính hứa hẹn sẽ mang lại nhiều khám phá thú vị. Ví dụ, hình học đại số sử dụng các công cụ từ đại số trừu tượng để nghiên cứu các đối tượng hình học.

6.3. Vai trò của đại số trừu tượng trong các công nghệ tương lai

Đại số trừu tượng có thể đóng vai trò quan trọng trong các công nghệ tương lai như trí tuệ nhân tạo, điện toán lượng tử, và an ninh mạng. Các cấu trúc đại số có thể được sử dụng để phát triển các thuật toán hiệu quả hơn và các hệ thống bảo mật an toàn hơn.

28/09/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

A BOOK OF ABSTRACT ALGEBRA Second Edition Charles C. Pinter Professor of Mathematics Bucknell University Dover Publications, Inc., Mineola, New York www.com Copyright Copyright © 1982, 1990 by Charles C. Pinter All rights reserved. Bibliographical Note This Dover edition, first published in 2010, is an unabridged republication of the 1990 second edition of the work originally published in 1982 by the McGraw-Hill Publishing Company, Inc.

Library of Congress Cataloging-in-Publication Data Pinter, Charles C, 1932– A book of abstract algebra / Charles C. Originally published: 2nd ed. New York : McGraw-Hill, 1990. Includes bibliographical references and index.02—dc22 2009026228 Manufactured in the United States by Courier Corporation 47417803 www.com To my wife, Donna, and my sons, Nicholas, Marco, Andrés, and Adrian www.com CONTENTS* Preface Chapter1 Why Abstract Algebra? History of Algebra.

Axioms and Axiomatic Algebra. Abstraction in Algebra. Chapter2 Operations Operations on a Set. Properties of Operations.

Chapter3 The Definition of Groups Groups. Examples of Infinite and Finite Groups. Examples of Abelian and Nonabelian Groups. Theory of Coding: Maximum-Likelihood Decoding.

Chapter4 Elementary Properties of Groups Uniqueness of Identity and Inverses. Properties of Inverses. Direct Product of Groups. Chapter5 Subgroups Definition of Subgroup.

Generators and Defining Relations. Cay ley Diagrams. Center of a Group. Group Codes; Hamming Code.

Chapter6 Functions Injective, Surjective, Bijective Function. Composite and Inverse of Functions. Finite-State Machines. Automata and Their Semigroups.

Chapter7 Groups of Permutations Symmetric Groups.com An Application of Groups to Anthropology. Chapter8 Permutations of a Finite Set Decomposition of Permutations into Cycles. Even and Odd Permutations. Chapter9 Isomorphism The Concept of Isomorphism in Mathematics.

Isomorphic and Nonisomorphic Groups. Chapter10 Order of Group Elements Powers/Multiples of Group Elements. Laws of Exponents. Properties of the Order of Group Elements.

Chapter11 Cyclic Groups Finite and Infinite Cyclic Groups. Isomorphism of Cyclic Groups. Subgroups of Cyclic Groups. Chapter12 Partitions and Equivalence Relations Chapter13 Counting Cosets Lagrange’s Theorem and Elementary Consequences.

Survey of Groups of Order ≤ 10. Number of Conjugate Elements. Group Acting on a Set. Chapter14 Homomorphisms Elementary Properties of Homomorphisms.

Kernel and Range. Inner Direct Products. Chapter15 Quotient Groups Quotient Group Construction. Examples and Applications.

The Class Equation. Induction on the Order of a Group. Chapter16 The Fundamental Homomorphism Theorem Fundamental Homomorphism Theorem and Some Consequences. The Isomorphism Theorems.

The Correspondence Theorem. Decomposition Theorem for Finite Abelian Groups.com Chapter17 Rings: Definitions and Elementary Properties Commutative Rings. Invertibles and Zero- Divisors. Chapter18 Ideals and Homomorphisms Chapter19 Quotient Rings Construction of Quotient Rings.

Fundamental Homomorphism Theorem and Some Consequences. Properties of Prime and Maximal Ideals. Chapter20 Integral Domains Characteristic of an Integral Domain. Properties of the Characteristic.

Construction of the Field of Quotients. Chapter21 The Integers Ordered Integral Domains. Characterization of Up to Isomorphism. Chapter22 Factoring into Primes Ideals of.

Properties of the GCD. Relatively Prime Integers. Chapter23 Elements of Number Theory (Optional) Properties of Congruence. Theorems of Fermât and Euler.

Solutions of Linear Congruences. Chinese Remainder Theorem. Wilson’s Theorem and Consequences. The Legendre Symbol.

Chapter24 Rings of Polynomials Motivation and Definitions. Domain of Polynomials over a Field. Polynomials in Several Variables. Fields of Polynomial Quotients.

Chapter25 Factoring Polynomials Ideals of F[x]. Properties of the GCD. Chapter26 Substitution in Polynomials www.com Roots and Factors. Eisenstein’s Irreducibility Criterion.

Polynomials over the Reals. Chapter27 Extensions of Fields Algebraic and Transcendental Elements. The Minimum Polynomial. Basic Theorem on Field Extensions.

Chapter28 Vector Spaces Elementary Properties of Vector Spaces. Chapter29 Degrees of Field Extensions Simple and Iterated Extensions. Degree of an Iterated Extension. Fields of Algebraic Elements.

Chapter30 Ruler and Compass Constructible Points and Numbers. Constructible Angles and Polygons. Chapter31 Galois Theory: Preamble Multiple Roots. Extension of a Field.

Roots of Unity. Chapter32 Galois Theory: The Heart of the Matter Field Automorphisms. The Galois Group. The Galois Correspondence.

Fundamental Theorem of Galois Theory. Computing Galois Groups. Chapter33 Solving Equations by Radicals Radical Extensions. Insolvability of the Quin tic.

Appendix AReview of Set Theory Appendix BReview of the Integers Appendix CReview of Mathematical Induction Answers to Selected Exercises www.com Index * Italic headings indicate topics discussed in the exercise sections.com PREFACE Once, when I was a student struggling to understand modern algebra, I was told to view this subject as an intellectual chess game, with conventional moves and prescribed rules of play. I was ill served by this bit of extemporaneous advice, and vowed never to perpetuate the falsehood that mathematics is purely—or primarily—a formalism. My pledge has strongly influenced the shape and style of this book. While giving due emphasis to the deductive aspect of modern algebra, I have endeavored here to present modern algebra as a lively branch of mathematics, having considerable imaginative appeal and resting on some firm, clear, and familiar intuitions.

I have devoted a great deal of attention to bringing out the meaningfulness of algebraic concepts, by tracing these concepts to their origins in classical algebra and at the same time exploring their connections with other parts of mathematics, especially geometry, number theory, and aspects of computation and equation solving. In an introductory chapter entitled Why Abstract Algebra?, as well as in numerous historical asides, concepts of abstract algebra are traced to the historic context in which they arose. I have attempted to show that they arose without artifice, as a natural response to particular needs, in the course of a natural process of evolution. Furthermore, I have endeavored to bring to light, explicitly, the intuitive content of the algebraic concepts used in this book.

Concepts are more meaningful to students when the students are able to represent those concepts in their minds by clear and familiar mental images. Accordingly, the process of concrete concept-formation is developed with care throughout this book. I have deliberately avoided a rigid conventional format, with its succession of definition, theorem, proof, corollary, example. In my experience, that kind of format encourages some students to believe that mathematical concepts have a merely conventional www.com character, and may encourage rote memorization.

Instead, each chapter has the form of a discussion with the student, with the accent on explaining and motivating. In an effort to avoid fragmentation of the subject matter into loosely related definitions and results, each chapter is built around a central theme and remains anchored to this focal point. In the later chapters especially, this focal point is a specific application or use. Details of every topic are then woven into the general discussion, so as to keep a natural flow of ideas running through each chapter.

The arrangement of topics is designed to avoid tedious proofs and long-winded explanations. Routine arguments are worked into the discussion whenever this seems natural and appropriate, and proofs to theorems are seldom more than a few lines long. (There are, of course, a few exceptions to this.) Elementary background material is filled in as it is needed. For example, a brief chapter on functions precedes the discussion of permutation groups, and a chapter on equivalence relations and partitions paves the way for Lagrange’s theorem.

This book addresses itself especially to the average student, to enable him or her to learn and understand as much algebra as possible. In scope and subject-matter coverage, it is no different from many other standard texts. It begins with the promise of demonstrating the unsolvability of the quintic and ends with that promise fulfilled. Standard topics are discussed in their usual order, and many advanced and peripheral subjects are introduced in the exercises, accompanied by ample instruction and commentary.

I have included a copious supply of exercises—probably more exercises than in other books at this level. They are designed to offer a wide range of experiences to students at different levels of ability. There is some novelty in the way the exercises are organized: at the end of each chapter, the exercises are grouped into exercise sets, each set containing about six to eight exercises and headed by a descriptive title. Each set touches upon an idea or skill covered in the chapter.

The first few exercise sets in each chapter contain problems which are essentially computational or manipulative. Then, there are two or three sets of simple proof-type questions, which require mainly the ability to put together definitions and results with understanding of their meaning. After that, I have endeavored to make the exercises more interesting by arranging them so that in each set a new result is proved, or new light is shed on the subject of the chapter. As a rule, all the exercises have the same weight: very simple www.com exercises are grouped together as parts of a single problem, and conversely, problems which require a complex argument are broken into several subproblems which the student may tackle in turn.

I have selected mainly problems which have intrinsic relevance, and are not merely drill, on the premise that this is much more satisfying to the student. CHANGES IN THE SECOND EDITION During the seven years that have elapsed since publication of the first edition of A Book of Abstract Algebra, I have received letters from many readers with comments and suggestions. Moreover, a number of reviewers have gone over the text with the aim of finding ways to increase its effectiveness and appeal as a teaching tool. In preparing the second edition, I have taken account of the many suggestions that were made, and of my own experience with the book in my classes.

In addition to numerous small changes that should make the book easier to read, the following major changes should be noted: EXERCISES Many of the exercises have been refined or reworded—and a few of the exercise sets reorganized—in order to enhance their clarity or, in some cases, to make them more mathematically interesting. In addition, several new exericse sets have been included which touch upon applications of algebra and are discussed next: APPLICATIONS The question of including “applications†of abstract algebra in an undergraduate course (especially a one- semester course) is a touchy one. Either one runs the risk of making a visibly weak case for the applicability of the notions of abstract algebra, or on the other hand—by including substantive applications—one may end up having to omit a lot of important algebra. I have adopted what I believe is a reasonable compromise by adding an elementary discussion of a few application areas (chiefly aspects of coding and automata theory) only in the exercise sections, in connection with specific exercise.

These exercises may be either stressed, de-emphasized, or omitted altogether. PRELIMINARIES It may well be argued that, in order to guarantee the smoothe flow and continuity of a course in abstract algebra, the course should begin with a review of such preliminaries as set theory, induction and the properties of integers. In order to provide material for teachers who prefer to start the course in this fashion, I have added an Appendix with three brief chapters on Sets, Integers and Induction, respectively, each with its own set of exercises.com SOLUTIONS TO SELECTED EXERCISES A few exercises in each chapter are marked with the symbol #. This indicates that a partial solution, or sometimes merely a decisive hint, are given at the end of the book in the section titled Solutions to Selected Exercises.

ACKNOWLEDGMENTS I would like to express my thanks for the many useful comments and suggestions provided by colleagues who reviewed this text during the course of this revision, especially to J. Richard Byrne, Portland State University: D. LaTorre, Clemson University; Kazem Mahdavi, State University College at Potsdam; Thomas N. Roe, South Dakota State University; and Armond E.

Spencer, State University of New York-Potsdam. In particular, I would like to thank Robert Weinstein, mathematics editor at McGraw-Hill during the preparation of the second edition of this book. I am indebted to him for his guidance, insight, and steady encouragement.com CHAPTER ONE WHY ABSTRACT ALGEBRA? When we open a textbook of abstract algebra for the first time and peruse the table of contents, we are struck by the unfamiliarity of almost every topic we see listed. Algebra is a subject we know well, but here it looks surprisingly different.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ