Кіріспе
Математикада алгебралық құрылым Абстрактілі алгебрада қалдық тор - бұл бір мезгілде тор x ≤ y және x•y моноид болып табылатын алгебралық құрылым, ол x•y-ді тиісінше көбейту немесе біріктіру ретінде қараған кезде x\z және z/y операцияларын қабылдайды. Бұл операцияларды оң және сол қалдықтар деп атайды, олар моноид коммутативті болған кезде сәйкес келеді. Жалпы ұғымды Морган Уорд пен Роберт П. Дилворт 1939 жылы енгізді. Үлгілер, олардың кейбіреулері жалпы тұжырымдамадан бұрын болған, бұлалық алгебралар, Хейтинг алгебралары, қалдықты булалық алгебралар, қатынас алгебралары және MV алгебралары. Қалдық жартылай торлар операциясын, мысалы Клейн алгебрасы мен әрекет алгебрасын қалдырады.
In abstract algebra, a residuated lattice is an algebraic structure that is simultaneously a lattice x ≤ y and a monoid x•y which admits operations x\z and z/y, loosely analogous to division or implication, when x•y is viewed as multiplication or conjunction, respectively. Called respectively right and left residuals, these operations coincide when the monoid is commutative. The general concept was introduced by Morgan Ward and Robert P. Dilworth in 1939. Examples, some of which existed prior to the general concept, include Boolean algebras, Heyting algebras, residuated Boolean algebras, relation algebras, and MV algebras. Residuated semilattices omit the meet operation ∧, for example Kleene algebras and action algebras.
Мысалдар
Қалдық торларды зерттеудің бастапқы мотивацияларының бірі - сақинаның (екі жақты) идеалдарының торлары болды. R сақинасын ескере отырып, R идеалдары, 1=Id(R деп белгіленеді, жиынтық қиылысуымен толық торды құрайды, ол кездесу операциясы ретінде әрекет етеді және қосылу операциясы ретінде әрекет ететін "идеалдық қосу". Моноидтық операция • "идеалдық көбейту" арқылы беріледі, ал 1 = Id ((R) элементі R осы операцияның сәйкестігі ретінде әрекет етеді. 1=Id(R) -де A және B екі идеалдар берілген болса, қалдықтар мынадан беріледі. Бұл қалдық кондуктормен (немесе транспортермен) байланысты, коммутативтік алгебрада (A: B) = A / B деп жазылады. Пайдаланудағы бір айырмашылық - B R идеалы болуы қажет емес: ол жай ғана қосалқы жиынтық болуы мүмкін. Буль алгебрасы мен Хейтинг алгебрасы - коммутативті қалдық торлар, онда x•y = xy (осыдан 1='I' - алгебраның жоғарғы элементі 1) және x\y және y/x қалдықтары бірдей операция, атап айтқанда x → y. Екінші мысал өте жалпы, өйткені Хейтинг алгебрасы барлық шекті үлестіру торларын, сондай-ақ барлық тізбектерді немесе жалпы тапсырыстарды қамтиды, мысалы нақты түзудегі бірлік аралығы [0,1] немесе бүтін сандар және Құрылым (Z, min, max, +, 0, −, −) (екі қалдық үшін де шегеріммен бүтін сандар) - бұл моноидтың бірлігі ең үлкен элемент емес (әрине, ең кіші немесе ең үлкен бүтін сан жоқ), ал моноидты көбейту тордың қосқан операциясы емес. Бұл мысалда теңсіздіктер теңдіктер болып табылады, өйткені − (алу) + -дің жай ғана қосымшасы немесе псевдоинверсі емес, бірақ шынайы инверсі. Осы мысалдағы бүтін сандарды кез келген толық реттелген топ, мысалы, рационалды немесе нақты сандар алмастыра алады. Осы мысалдардың кез келгенінің теріс емес бөлігі мысал болып табылады, егер min және max бір-бірімен алмастырылса және - monus арқылы ауыстырылса, онда (осы жағдайда) x y = 0 болса, x ≤ y және басқа жағдайда қарапайым шегеру. Үлгілердің жалпы класы Буль алгебрасы арқылы беріледі, ол X жиынтығындағы барлық екілік қатынастар, атап айтқанда, X2 күштер жиынтығы, моноидты көбейтуді • қатынастардың құрамы ретінде және моноидты бірлік X-тегі барлық жұптардан тұратын сәйкестік қатынас I болып табылады. (x,x) x үшін X. R және S екі қатынасын X-ке бергенде, R-дің S-дің оң жақ қалдық R\S-і R-дің екілік қатынасы болып табылады, сондықтан x(R\S) y барлық z-дің X-те zRx zSy-ді білдіреді (импликациямен байланысты байқаңыз). Сол жақтағы қалдық мынаның айналымы: y(S/R) x барлық z үшін xRz ySz дегенді білдіреді. Мұны {0,1} -дегі < және > екілік қатынастармен көрсетуге болады, онда 0 < 1 және 1 > 0 - бұл тек қана қатынастар. x(>\<) y x = 1 болғанда ғана болады, ал x(</>) y y = 0 болғанда ғана болады, бұл < by > резидуациясы оңға немесе солға резидуациялауға байланысты әртүрлі екенін көрсетеді. Бұл айырмашылық <•> және >•< арасындағы айырмашылықтың салдары болып табылады, онда 0 ((<•>) 0 (негізінде 0<1>0) және 1 ((<•>) 1 (негізінде 1>0<1) ғана қатынастар болады. Егер < және > орнына ≤ және ≥ таңдаған болсақ, ≥\≤ және ≤/≥ бірдей болар еді, өйткені ≤•≥ = ≥•≤, екеуі де әрқашан барлық x және y арасында болады (бұл x≤1≥y және x≥0≤y). Алфавит (топ) үстіндегі барлық формальды тілдердің Буль алгебрасы 2Σ* қалдық торды құрайды, оның моноидты көбейтуі тілдік конкатенция LM және оның моноидты бірлігі 1='I' тек бос тізбектен тұратын тіл {ε} болып табылады. Оң жақтағы M\L қалдықтары w мен Σ арасындағы барлық сөздерден тұрады, яғни Mw L. Сол жақтағы L/M қалдықтары Mw орнына wM-мен бірдей. X-тегі барлық екілік қатынастардың қалдық торлары тек X-тің шекті болғанда ғана шекті, ал X-тің ең көп дегенде бір элементі болғанда ғана коммутативті. X бос болса, алгебра деген дегенеративті Буль алгебрасы болады, онда 1=0 = 1 = 'I'. Σ-дегі барлық тілдердің қалдық торлары тек қана Σ-де ең көп дегенде бір әріп болған кезде коммутативті болады. Ол тек Σ бос болған кезде шекті болады, ол екі тілден тұрады 0 (бос тіл {}) және моноидты бірлік Буль алгебрасын құрайтын мысалдар қалдық Буль алгебралары туралы мақалада қарастырылған ерекше қасиеттерге ие. Табиғи тілдерде қалдық торлар "және" логикасын "және содан кейін" деген коммутативті емес мағынамен қолданғанда ресмилендіреді. x = ставка, y = жеңіс, z = бай, біз x•y ≤ z "салым және одан кейін жеңіске бай" деп оқи аламыз. Аксиомалар бойынша бұл 1=y ≤ x→z дегенді білдіреді "жеңіс бай болғанда, бай болғаны", сондай-ақ 1=x ≤ z←y дегенді білдіреді "бет бай болғанда, бай болғаны". Адамдар "сайыс жеңіске жетіп, бай болады" және "еңбек жеңіске жетіп, бай болады" сияқты ойсыз ойларды тез байқайды, өйткені екеуі де "еңбек, содан кейін сайыс бай болады" деген тілекке тең. Ад�...
It is worth noting that {0}/B and B\{0} are respectively the left and right annihilators of B. This residuation is related to the conductor (or transporter) in commutative algebra written as (A:B)=A/B. One difference in usage is that B need not be an ideal of R: it may just be a subset. Boolean algebras and Heyting algebras are commutative residuated lattices in which x•y = x∧y (whence the unit 1='I' is the top element 1 of the algebra) and both residuals x\y and y/x are the same operation, namely implication x → y. The second example is quite general since Heyting algebras include all finite distributive lattices, as well as all chains or total orders, for example the unit interval [0,1] in the real line, or the integers and
The structure (Z, min, max, +, 0, −, −) (the integers with subtraction for both residuals) is a commutative residuated lattice such that the unit of the monoid is not the greatest element (indeed there is no least or greatest integer), and the multiplication of the monoid is not the meet operation of the lattice. In this example the inequalities are equalities because − (subtraction) is not merely the adjoint or pseudoinverse of + but the true inverse. Any totally ordered group under addition such as the rationals or the reals can be substituted for the integers in this example. The nonnegative portion of any of these examples is an example provided min and max are interchanged and − is replaced by monus, defined (in this case) so that x y = 0 when x ≤ y and otherwise is ordinary subtraction. A more general class of examples is given by the Boolean algebra of all binary relations on a set X, namely the power set of X2, made a residuated lattice by taking the monoid multiplication • to be composition of relations and the monoid unit to be the identity relation I on X consisting of all pairs (x,x) for x in X. Given two relations R and S on X, the right residual R\S of S by R is the binary relation such that x(R\S)y holds just when for all z in X, zRx implies zSy (notice the connection with implication). The left residual is the mirror image of this: y(S/R)x holds just when for all z in X, xRz implies ySz. This can be illustrated with the binary relations < and > on {0,1} in which 0 < 1 and 1 > 0 are the only relationships that hold. Then x(>\<)y holds just when x = 1, while x(</>)y holds just when y = 0, showing that residuation of < by > is different depending on whether we residuate on the right or the left. This difference is a consequence of the difference between <•> and >•<, where the only relationships that hold are 0(<•>)0 (since 0<1>0) and 1(>•<)1 (since 1>0<1). Had we chosen ≤ and ≥ instead of < and >, ≥\≤ and ≤/≥ would have been the same because ≤•≥ = ≥•≤, both of which always hold between all x and y (since x≤1≥y and x≥0≤y). The Boolean algebra 2Σ* of all formal languages over an alphabet (set) Σ forms a residuated lattice whose monoid multiplication is language concatenation LM and whose monoid unit 1='I' is the language {ε} consisting of just the empty string ε. The right residual M\L consists of all words w over Σ such that Mw ⊆ L. The left residual L/M is the same with wM in place of Mw. The residuated lattice of all binary relations on X is finite just when X is finite, and commutative just when X has at most one element. When X is empty the algebra is the degenerate Boolean algebra in which 1=0 = 1 = 'I'. The residuated lattice of all languages on Σ is commutative just when Σ has at most one letter. It is finite just when Σ is empty, consisting of the two languages 0 (the empty language {}) and the monoid unit
The examples forming a Boolean algebra have special properties treated in the article on residuated Boolean algebras. In natural language residuated lattices formalize the logic of "and" when used with its noncommutative meaning of "and then." Setting x = bet, y = win, z = rich, we can read x•y ≤ z as "bet and then win entails rich." By the axioms this is equivalent to 1=y ≤ x→z meaning "win entails had bet then rich", and also to 1=x ≤ z←y meaning "bet entails if ever win then rich." Humans readily detect such non sequiturs as "bet entails had win then rich" and "win entails if ever bet then rich" as both being equivalent to the wishful thinking "win and then bet entails rich." Humans do not so readily detect that Peirce's law ((P→Q)→P)→P is a classical tautology, an interesting situation where humans exhibit more proficiency with non classical reasoning than classical (for example, in relevance logic, Peirce's law is not a tautology).
Қалдық жартылай шөп
Қалдық жартылай тор қалдық торлар үшін бірдей анықталады, тек қана операциясы алынып тасталады. Осылайша, бұл 1=L = (L, , •, 1, /, \) символының пайда болуын қамтитыннан басқа, жоғарыда көрсетілген барлық қалдық торлы теңдеулерді қанағаттандыратын алгебралық құрылым. x ≤ y 1=xy = x деп анықтау мүмкіндігі қол жетімді емес, тек 1=xy = y (немесе оған баламалы) деген басқа нұсқа қалды. Кез келген қалдық торды қалдыру арқылы ғана қалдық жарты торға айналдыруға болады. Қалдық жартысы амал алгебраларымен байланысты пайда болады, олар Клейн алгебрасы болып табылатын қалдық жартысы, олар үшін әдетте қажет емес.