分配律

分配律(distributive property)是二元运算的一个性质,它起源于基本代数运算,同时部分抽象代数运算亦符合该定律

定義
設*及+是定义在集合S上的兩個二元運算,我們說

  • *对于+满足左分配律,如果:

:: \forall x,y,z \in S, x (y+z) = (xy)+(x*z);

  • *对于+满足右分配律,如果:

:: \forall x,y,z \in S, (y+z)x = (yx)+(z*x);

  • 如果对于+同時满足左分配律和右分配律,那么我們說对于+满足分配律。

如果*满足交换律,那么以上三条语句在邏輯上是等价的。

例子

  • 包括实数,自然数、複數和基数中的乘法都对加法满足分配律。

*实数及複數中的除法都对加法满足右分配律,但不滿足左分配律。

  • 序数的乘法对加法只满足左分配律,不满足右分配律。
  • 矩阵乘法对矩阵加法满足分配律(但不满足交换律)。
  • 集合的并集对交集满足分配律,交集对并集也满足分配律。另外,交集对对称差也满足分配律。
  • 逻辑析取对逻辑合取满足分配律,逻辑合取对逻辑析取也满足分配律。另外,逻辑合取对逻辑异或也满足分配律。
  • 对于实数(或任何全序集合),最大值对最小值满足分配律,反之亦然:

:: \operatorname{max}(a,\operatorname{min}(b,c)) = \operatorname{min}(\operatorname{max}(a,b),\operatorname{max}(a,c))
:: \operatorname{min}(a,\operatorname{max}(b,c)) = \operatorname{max}(\operatorname{min}(a,b),\operatorname{min}(a,c))。

  • 对于整数,最大公因子对最小公倍数满足分配律,反之亦然:

:: \operatorname{gcd}(a,\operatorname{lcm}(b,c)) = \operatorname{lcm}(\operatorname{gcd}(a,b),\operatorname{gcd}(a,c))

:: \operatorname{lcm}(a,\operatorname{gcd}(b,c)) = \operatorname{gcd}(\operatorname{lcm}(a,b),\operatorname{lcm}(a,c))。

  • 对于实数,加法对最大值满足分配律,对最小值也满足分配律:

:: a + \operatorname{max}(b,c) = \operatorname{max}(a+b,a+c)

:: a + \operatorname{min}(b,c) = \operatorname{min}(a+b,a+c)。

环的分配律
分配律在环和分配格中很常见。

一个环有两个二元运算(通常称为+和),其中一个要求是必须对+满足分配律。

格是另外一种具有两个二元运算\wedge和\vee的代数结构。如果这两个运算中的任何一个(例如\wedge)对另外一个(\vee)满足分配律,则\vee对\wedge也一定满足分配律,这时这个格便称为分配格。

參見

  • 交換律
  • 結合律

*遞移關係

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