代数——离散数学 part4

代数系统基础

代数系统由集合和定义在集合上的若干运算组成。
特点:封闭,运算结果唯一(判断一个系统是否为代数系统——主要判断是否封闭)

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

运算表

当集合A和B有限时,一个A*A到B的代数运算,可以借用一个表,称为运算表(乘法表)来说明,如表
在这里插入图片描述
代数系统(Nk,+k)和(Nk, ×k),Nk={0, 1,…, k-1},小于k的正整数, +k表示模k加法,k表示模k乘,+k与k与定义为:
在这里插入图片描述

基本性质

判断一个代数系统是否具有某些算律,求代数系统的特殊元素

算律

结合律、交换律、分配律、吸收律和消去律

结合律

在这里插入图片描述

交换律

在这里插入图片描述

幂等律

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

分配律

在这里插入图片描述

吸收律

在这里插入图片描述

特殊元素

等幂元、幺元、零元和逆元

等幂元

在这里插入图片描述

幺元

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
有幺元运算表则不可能有两行元素完全相同,不可能有两列元素完全相同,即运算表中任两列或任两行均不相同。
在这里插入图片描述

零元

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

逆元

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

同态与同构

定义

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

定理

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

特殊的代数系统

半群

满足可结合性的代数系统。
证明一个系统是否是半群,首先证明其是代数系统,即其满足封闭,然后证明其满足可结合。
在这里插入图片描述

定理

在这里插入图片描述

独异点

满足可结合性且有幺元的代数系统,含幺元的半群。
证明一个系统是否是独异点,首先证明其是代数系统,即其满足封闭,然后证明其满足可结合,再证明其含有幺元。
在这里插入图片描述

子半群,子独异点

在这里插入图片描述

半群同态,独异点同态

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

群★重点

满足可结合性且有幺元,且每个元素都有逆元的代数系统。每个元素都有逆元的独异点。
证明一个系统是否是群,首先证明其是代数系统,即其满足封闭,然后证明其满足可结合,再证明其含有幺元,最后证明每个元素都有逆元。
在这里插入图片描述

( N k N_k Nk-{0}, ⊕ 7 ⊕_7 7}是群当且仅当k为素数
定义:在群(G,#)中,如果G为有限集,G中的元素个数称为群(G,#)的阶数。当G为无限集时,称(G,#)为无限群,无穷群。

性质

1.群中的等幂元唯一——幺元
2.群中不存在零元
因为零元不存在逆元
3.群的运算满足消去律:a#b=a#c则b=c
4. ( a − 1 ) n = ( a n ) − 1 (a^{-1})^{n}=(a^n)^{-1} (a1)n=(an)1
5.有限群的运算表中,每一行的元素都不相同且每一列的元素都不相同
6.2,阶群,3阶群,5阶群,7阶群只有一种(同构的算一种);4阶群,6阶群有两种
偶数阶群一定至少存在一个非幺元元素的逆为本身。
7.(G,#)为群,则它的同态映射也是群
G的同态映射也可结合,存在幺元且幺元即为G幺元的映射,逆元都存在,且为G中逆元的映射。满足群的定义要求。
8.

子群

设<A,#>为群,B是A的非空子集, 如果<B,#>是群,则称<B,#>是<A,*>的子群。
考察一个群是否为子群,除运算的可结合性是“可继承外”,其他三条:封闭,幺元存在,逆元存在还需验证。
当群为有限集的时候,可利用下面的定理简单验证:
定理:设(G,#)为群,A是G的有限子集,如果运算#对A是封闭的,则(A,#)是群(G,#)的子群。
当利用该定理求有限子群还是麻烦,为此引入群中元素的阶数的概念。

群中元素的阶数

定义:设(G,#)为群,a是G中的元素,若存在正整数k,使得 a k = e a^k=e ak=e,则称a为有限阶元素,满足该等式的最小正整数k称为元素a的阶,若不存在这样的k则称a为无限阶元素。
定理:设(G,#)为群,a是G中的元素且其阶数为k,则k≤|G|
利用群中元素的阶数来构造子群
定理:(G,#)为群,a是G中的元素,且a的阶数为k,令A={ a , a 2 , . . , a k a,a^2,..,a^k a,a2,..,ak},则(A,#)为(G,#)的k阶子群。

这样利用群中元素的阶数构造子群的步骤为:①求出群中元素的阶数(逆元的阶数相同) ②利用定理,一个k阶元素得到群的一个k阶子群(可能有的子群一样)

### 如何在 COMSOL 中配置和调整刚度矩阵 在 COMSOL Multiphysics 中,刚度矩阵是通过求解器自动构建的,特别是在处理偏微分方程 (PDE) 或有限元分析时。然而,用户可以间接影响刚度矩阵的形成过程。 #### 几何建模与网格划分 为了确保刚度矩阵的有效性和准确性,几何模型的设计至关重要。对于特定的应用场景,比如固体力学中的矩形板结构[^3],应精确建立几何形状。之后,合理的网格划分能够显著提高计算精度。细密而均匀分布的网格有助于捕捉应力集中和其他细微变化,从而优化刚度矩阵的质量。 #### 物理场设定 选择合适的物理接口也是决定刚度矩阵特性的关键因素之一。例如,在固体机械领域内工作时,应当选用恰当的材料参数来描述物体的行为特性。这些参数直接影响到最终形成的刚度矩阵条目数值大小及其分布规律。 #### 边界条件的影响 边界条件同样会对刚度矩阵产生重要影响。当涉及到狄利克雷边界条件时,即固定位移或温度等约束情况下的问题,则需按照具体需求正确施加此类限制条件于相应节点之上[^4]。这样做不仅改变了系统的自由度数目,同时也修改了关联的刚度系数值。 #### 自定义弱形式表达式 如果标准选项无法满足特殊研究目的的要求,那么还可以利用“弱形式 PDE 接口”来自定义所需的数学模型。这种方法允许研究人员直接编写控制方程式,并据此生成相应的离散化后的代数系统——其中就包含了所关心的那个重要的刚度矩阵。 ```matlab % 假设已经导入了 ANSYS APDL 的刚度矩阵 K 和质量矩阵 M 到 MATLAB 环境下, % 下面是一个简单的MATLAB代码片段用来显示刚度矩阵的部分内容。 disp('Just showing part of the stiffness matrix:'); K_part = K(1:5, 1:5); % 只取出前五行五列作为示例查看 disp(K_part); ```
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

yun_gao_

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值