Обобщенный закон ассоциативности.
Пусть А. Пусть
— последовательность
элементов из А. Символом
обозначим композицию последовательности элементов, определяемую индуктивно следующим образом:
Согласно этому определению,
Если закон композиции — умножение, то композиция элементов
называется произведением и обычно обозначается через при аддитивной записи композиция элементов
называется суммой и обычно обозначается через
Если бинарная операция на множестве А ассоциативна, то легко показать, что
В случае ассоциативной бинарной операции на А при рассмотрении композиции любой последовательности элементов из А можно любым образом расставлять скобки, как показывает следующая теорема.
ТЕОРЕМА 1.1. Пусть А — множество с ассоциативной бинарной операцией и
— последовательность элементов из А. Пусть
, где
— натуральные числа, и
тогда
Доказательство (проводится индукцией по
). Если
то теорема, очевидно, верна. Предположим, что теорема верна, если последовательность содержит не более
элементов.
Первый случай:
. В этом случае
По определению,
По индуктивному предположению,
следовательно,
Второй случай:
. В этом случае
где
и
следовательно,
Рассмотрим тот частный случай, когда бинарная ассоциативная операция на множестве А есть умножение и
, где
. Тогда, по определению,
СЛЕДСТВИЕ 1.2. Пусть А — множество с заданной на нем бинарной ассоциативной операцией, умножением, и
. Тогда для любых отличных от нуля натуральных чисел тип имеем:
Рассмотрим также случай, когда бинарная ассоциативная операция на множестве А называется сложением и
где
. Тогда, по определению,
СЛЕДСТВИЕ 1.3. Пусть А — множество с заданной на нем бинарной ассоциативной операцией, сложением и
. Тогда
для любых отличных от нуля натуральных чисел
.