整数和运算 "+" 一起形成一个数学对象,它属于共享相似结构体貌一个广泛的类。为了适当的理解这些结构而不用个别的处理所有具体情况,发展出了下列抽象定义来涵盖上述和很多其他例子,其中之一是下面详述的对称群。群是一个集合 G,加上在一起的运算 "•",它组合任何两个元素 a 和 b 来形成指示为 a • b 的另一个元素。符号 "•" 是给具体给出的运算比如上面的加法的占位符。要具备成为群的资格,这个集合和运算 (G, •) 必须满足叫做群公理的四个要求:[4], g" d6 O( z/ q+ Y3 t
1. 闭合。 对于所有 G 中 a, b,运算 a • b 的结果也在 G 中。b[›] + h- Y9 a5 R4 Z( {2. 结合律。 对于所有 G 中的 a, b 和 c,等式 (a • b) • c = a • (b • c) 成立。 & b9 s+ x1 [' n' w' R' U' v; @& }3. 单位元。 存在 G 中的一个元素 e,使得对于所有 G 中的元素 a,等式 e • a = a • e = a 成立。 + j- } K/ h8 ]' c0 ~2 C" b6 i
4. 逆元。 对于每个 G 中的 a,存在 G 中的一个元素 b 使得 a • b = b • a = e,这里的 e 是单位元。 / ]- A7 C( L( z4 y) T- }
进行群运算的次序可能是重要的。换句话说,组合元素 a 与元素 b 不必须生成同组合元素 b与元素 a 相同的结果;等式 6 k( x, x8 o+ M7 W9 n% Q# va • b = b • a " K- I" w2 V2 a5 P' j可能不为真。这个等式在整数于加法下的群中总是成立,因为对于任何两个整数都有 a + b = b + a (加法的交换律)。但是在下面的对称群中不总是成立。等式 a • b = b • a 总是成立的群叫做阿贝尔群(致敬于尼尔斯·阿贝尔)。因此,整数加法群是阿贝尔群,但后面的对称群不是。