Abstract Vi betraktar ringen R = Z 2 [x 1,...,x n ]/(x 2 1 x 1,...,x 2 n x n ). Vi visar att det finns en naturlig 1-1-motsvarighet mellan elementen

Relevanta dokument
DEL I. Matematiska Institutionen KTH

SF2703 Algebra grundkurs Lösningsförslag med bedömningskriterier till tentamen Måndagen den 9 mars 2009

x + y + z = 0 ax y + z = 0 x ay z = 0

3. Bestäm med hjälpa av Euklides algoritm största gemensamma delaren till

Abstrakt algebra för gymnasister

file:///c:/users/engström/downloads/resultat.html

SF2703 Algebra grundkurs Lösningsförslag med bedömningskriterier till tentamen Fredagen den 5 juni 2009

SF1624 Algebra och geometri

15 september, Föreläsning 5. Tillämpad linjär algebra

Schemaläggning 90/10. Ett linjärt optimeringsproblem. Joakim Wennlund. Matematiska institutionen

En hastig inblick i den algebraiska geometrin

Matematiska Institutionen KTH. Lösning till några övningar inför lappskrivning nummer 5, Diskret matematik för D2 och F, vt09.

Kinesiska restsatsen

14 september, Föreläsning 5. Tillämpad linjär algebra

Frågetimmar inför skrivningarna i oktober

MATRISTEORI. Pelle Pettersson MATRISER. En matris är ett rektangulärt schema med tal, reella eller komplexa, vilka kallas matrisens

1. (3p) Ett RSA-krypto har de offentliga nycklarna n = 33 och e = 7. Dekryptera meddelandet 5. a b c d e. a a b c d e

ÁÒØÖÓ ÙØ ÓÒ ËÎ ÈÖÓ Ö ÑÑ Ø ÓÒ Ï Ä Ò Ò ÓÖÑ Ø ÕÙ Ë Ø Ò Î Ö Ð Ú Ö Ð ºÙÒ º Ö ÛÛÛº ºÙÒ º Ö» Ú Ö Ð ÕÙ Ô ËÓ ¹ ÍÒ Ú Ö Ø Æ ËÓÔ ¹ ÒØ ÔÓÐ ¾ ÒÓÚ Ñ Ö ¾¼¼

Andragradspolynom Några vektorrum P 2

Ð ÓÖ Ø Ñ Ö ÙÖ Ä Ò ½ Å ËË ¹ ÁÒØÖÓ ÙØ ÓÒ ÔÖÓ Ö ÑÑ Ø ÓÒ Â Î Ë Ø Ò Î Ö Ð Ú Ö Ð ºÙÒ º Ö ÛÛÛº ºÙÒ º Ö» Ú Ö Ð ÕÙ Ô ËÓ ¹ ÍÒ Ú Ö Ø Æ ËÓÔ ¹ ÒØ ÔÓÐ ¾ Ñ Ö ¾¼¼

Övningshäfte 6: 2. Alla formler är inte oberoende av varandra. Försök att härleda ett par av de formler du fann ur några av de övriga.

Ändliga kroppar. Anna Boman. U.U.D.M. Project Report 2016:12. Department of Mathematics Uppsala University

Linjär algebra. Lars-Åke Lindahl

Grupper och RSA-kryptering

Matematiska Institutionen KTH. Lösning till tentamensskrivning på kursen Linjär algebra II, SF1604, den 9 juni 2011 kl

Läsanvisning till Discrete matematics av Norman Biggs - 5B1118 Diskret matematik

1 = 2π 360 = π ( 57.3 ) 2π = = 60 1 = 60. 7π π = 210

Föreläsning 13 5 P erceptronen Rosen blatts p erceptron 1958 Inspiration från mönsterigenk änning n X y = f ( wjuj + b) j=1 f där är stegfunktionen.

Oändligtdimensionella vektorrum

Övningar. MATEMATISKA INSTITUTIONEN STOCKHOLMS UNIVERSITET Avd. Matematik. Linjär algebra 2. Senast korrigerad:

SJÄLVSTÄNDIGA ARBETEN I MATEMATIK

Om den kompletta tillslutningen av de p-adiska talen

SF1624 Algebra och geometri

Subtraktion. Räkneregler

Övningar. c) Om någon vektor i R n kan skrivas som linjär kombination av v 1,..., v m på precis ett sätt så. m = n.

POLYNOM OCH POLYNOMEKVATIONER

Vektorrum. EX. Plan och linjer i rummet genom origo. Allmänt; mängden av lösningar till AX = 0.

Lösningar till Algebra och kombinatorik

Tentamen i TMME32 Mekanik fk för Yi

Alexanderpolynom. Daniel Lännström

8(x 1) 7(y 1) + 2(z + 1) = 0

Bok: Z (fjärde upplagan) Kapitel : 1 Taluppfattning och tals användning Kapitel : 2 Algebra

x 2 + ax = (x + a 2 )2 a2

1. (3p) Ett RSA-krypto har parametrarna n = 77 och e = 37. Dekryptera meddelandet 3, dvs bestäm D(3). 60 = = =

Stapeldiagram. Stolpdiagram

Finaltävling i Uppsala den 24 november 2018

Linjär algebra på några minuter

Linjär Algebra M/TD Läsvecka 2

Prov i matematik Civilingenjörsprogrammen EL, IT, K, X, ES, F, Q, W, Enstaka kurs LINJÄR ALGEBRA

s N = i 2 = s = i=1

Material till kursen SF1679, Diskret matematik: Lite om kedjebråk. 0. Inledning

1. (a) (1p) Undersök om de tre vektorerna nedan är linjärt oberoende i vektorrummet


DEL I. Matematiska Institutionen KTH. Lösning till tentamensskrivning på kursen Linjär algebra II, SF1604 för D, den 5 juni 2010 kl

SJÄLVSTÄNDIGA ARBETEN I MATEMATIK

f(x) = f t (x) = e tx f(x) = log x X = log A Ö Ð e X = A f(x) = x X = A Ö Ð X 2 = A. (cosa) 2 + (sin A) 2 = I, p (k) (α) k=0

ÁÒÒ ÐÐ ÓÑ ØÖ Ð Ö Ð Ñ ÒØ ÓÔ ÒØÓ Ð¹Ã Û Ö ÞÑ Ð Ö Ø Ð Ö ÔÖ Ø ÙØ ÓÖÑ ÙÒ Ö ½ ¼¼¹ Ó ½ ¼¼¹Ø Рغ Î Ø º ÖØ ¾

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

MINNESANTECKNINGAR FÖR DELTAGARNA I WORKSHOP GRUPPER

Tal och polynom. Johan Wild

SF2715 Tillämpad kombinatorik Kompletterande material och övningsuppgifter Del IV

Linjär algebra på 2 45 minuter

TENTAMEN Reglerteknik 3p, X3

Definitionsmängd, urbild, domän

Lösning till tentamensskrivning på kursen Diskret Matematik, moment B, för D2 och F, SF1631 och SF1630, den 1 juni 2011 kl

Lösningsförslag till Tentamen i 5B1118 Diskret matematik 5p 20 december, 2001

Övningshäfte 3: Polynom och polynomekvationer

Läsanvisning till Discrete matematics av Norman Biggs - 5B1118 Diskret matematik

En samling funktionspussel för gymnasienivå

1 Linjära ekvationssystem. 2 Vektorer

Algebra och kombinatorik 28/4 och 5/ Föreläsning 9 och 10

Polynom över! Till varje polynom hör en funktion DEFINITION. Grafen till en polynomfunktion

Diskret matematik: Övningstentamen 1

PLANERING MATEMATIK - ÅK 7. Bok: X (fjärde upplagan) Kapitel : 1 Tal och räkning Kapitel : 2 Stort, smått och enheter. Elevens namn: Datum för prov

Lösningar till utvalda uppgifter i kapitel 8

Om ortonormerade baser i oändligtdimensionella rum

Gröbnerbaser Ett Verktyg för att konstruera och räkna med matematiska objek

DEL I. Matematiska Institutionen KTH. Lösning till tentamensskrivning på kursen Linjär algebra II, SF1604, den 17 april 2010 kl

SF1624 Algebra och geometri Lösningsförslag till tentamen DEL A

2E I L E I 3L E 3I 2L SOLUTIONS

c d Z = och W = b a d c för några reella tal a, b, c och d. Vi har att a + c (b + d) b + d a + c ac bd ( ad bc)

MS-A0409 Grundkurs i diskret matematik Sammanfattning, del II

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Sammanfattning av föreläsningarna

Dockvetviattimånga situationer räcker inte de naturliga talen. För att kunna hantera negativa tal har de hela talen definierats:

Mer om faktorisering

ÝÖ Ö Ò ØØ Ò Ø ÓÒ Ù ØÖ Ø ÓÒ ÑÙÐØ ÔÐ Ø ÓÒ Ó Ú ÓÒ Ö ØÑ Ø ÙØØÖÝ ÙØ Ö Å ÌÄ Ñ ÓÔ Ö ØÓÖ ÖÒ ¹» Ü ÑÔ Ðº ÇÑ Ø Ö ØÑ Ø ÙØØÖÝ Ø ½ ¾ Ò Ú Å ÌÄ ¹ÔÖÓÑÔØ Ò ÒÑ ØÒ Ò Ò Ú

Stora bilden av Linjära algebran. Vektorrum, linjära transformationer, matriser (sammanfattning av begrepp)

Lösningsförslag till övningsuppgifter, del V

. (2p) 2x + 2y + z = 4 y + 2z = 2 4x + 3y = 6

SF2715 Applied Combinatorics// Extra exercises and solutions, Part 2

Enhetsvektorer. Basvektorer i två dimensioner: 1 1 Basvektorer i tre dimensioner: Enhetsvektor i riktningen v: v v

Föreläsningsanteckningar och övningar till logik mängdlära

x 23 + y 160 = 1, 2 23 = ,

Algebrans fundamentalsats

LMA033/LMA515. Fredrik Lindgren. 4 september 2013

Hemuppgifter till fredagen den 16 september Exercises to Friday, September 16

Lösningsförslag till övningsuppgifter, del II

Lösning till tentamensskrivning i Diskret Matematik för CINTE, CL2 och Media 1, SF1610 och 5B1118, onsdagen den 17 augusti 2011, kl

SF1624 Algebra och geometri Tentamen med lösningsförslag onsdag, 11 januari 2017

Markov Chain Monte Carlo, contingency tables and Gröbner bases

Transkript:

ËÂ ÄÎËÌ Æ Á Ê Ì Æ Á Å Ì Å ÌÁÃ Å Ì Å ÌÁËÃ ÁÆËÌÁÌÍÌÁÇÆ Æ ËÌÇ ÃÀÇÄÅË ÍÆÁÎ ÊËÁÌ Ì Ú Ø ÓÒ Ý Ø Ñ Z 2 [x 1,...,x n ] Ú ÌÓ Ò Ö Ò ¾¼½ ¹ ÆÓ ½ Å Ì Å ÌÁËÃ ÁÆËÌÁÌÍÌÁÇÆ Æ ËÌÇ ÃÀÇÄÅË ÍÆÁÎ ÊËÁÌ Ì ½¼ ½ ËÌÇ ÃÀÇÄÅ

Ú Ø ÓÒ Ý Ø Ñ Z 2 [x 1,..., x n ] ÌÓ Ò Ö Ò Ë ÐÚ ØÒ Ø Ö Ø Ñ Ø Ñ Ø ½ ÓÐ ÔÓÒ ÖÙÒ Ò Ú À Ò Ð Ö Ê Ð Ö Ö ¾¼½

Abstract Vi betraktar ringen R = Z 2 [x 1,...,x n ]/(x 2 1 x 1,...,x 2 n x n ). Vi visar att det finns en naturlig 1-1-motsvarighet mellan elementen i R och delmängder till Z n 2, där f R svarar mot {p Zn 2 ;f(p) = 0}. 1

Ekvationssystem i Z 2 [x 1,...,x n ] Tobias Andersen January 28, 2013 1 Inledning I det första avsnittet behandlas Gröbnerbaser och vi beskriver hur man räknar ut dem. I det andra avsnittet bevisar vi vårt huvudresultat att det finns en naturlig 1-1 motsvarighet mellan delmängder till Z n 2 och element i Z 2 [x 1,...,x n ]/(x n 1 x 1,...,x 2 n x n ). Vi kan definiera en addition och multiplikationpåmängdenavdelmängdertillz n 2 såatt manfårenring. Idet sista avsnittet har vi att denna ring är isomorf med en ring som har mängden av delmängder till Z n 2 som element och additionen A+B = (A B c ) (A c B), (det vill säga den symmetriska produkten av A och B) och multiplikationen A B = A B. 2 Gröbnerbaser Låt k vara en kropp. Monom i en polynomring k[x 1,...,x n ] är element på formen x e 1 1 x en n. Definition En monomordning definerar vi som För varje par av monom m,n har vi m n eller n m eller m = n. Om m 1 m 2 och m 2 m 3 då är m 1 m 3. 1 m för varje monom m 1. Om m 1 m 2 då är mm 1 mm 2 för varje monom m. 2

Ett exempel på en monomordning är den lexikografiska ordningen (lex). Här gäller att x i 1 1 x in n x j 1 1 x jn n om i 1 = j 1,...,i k = j k,i k+1 < j k+1 för något k. Sats 1. Lex är en monomordning Bevis Det gäller att Lex är en totalordning är klart. Det vill säga, om m och n är monom så är m n eller m = n eller m n Låt m 1 = x a 1 1 x an n,m 2 = x b 1 1 x bn n,m 3 = x c 1 1 x cn n. Eftersom m 1 m 2 finns ett k så att a 1 = b 1,...,a k = b k,a k+1 < b k+1. Eftersom m 2 m 3 finns ett l så att b 1 = c 1,...,b l = c l,b l+1 < c l+1. Då är a 1 = c 1,...,a s = c s,a s+1 < c c+1, om s = min(k,l). Alltså är m 1 m 3. 1 = x 0 1 x 0 n m om m 1. Antag att m 1 m 2 där m 1 = x a 1 1 x an n och m 2 = x b 1 1 x bn n. Då gäller att a 1 = b 1,..., a i = b i, a i+1 < b i+1 för något i. Låt m = x c 1 1 x cn n. Då är mm 1 = x a 1+c 1 1 x an+cn n och mm 2 = x b 1+c 1 1 x bn+cn n. Och a 1 +c 1 = b 1 +c 1,..., a i +c i = b i +c i, a i+1 +c i+1 < b i+1 +c i+1. Alltså om m 1 m 2 så är mm 1 mm 2. Antag nu att vi har en polynomring S = k[x 1,...,x n ] och en monomordning. Då definieras l(f) för f k[x 1,...,x n ] som det största monomet som har koefficient inte lika med noll. Vi kommer bara betrakta ordningen lex i fortsättningen. Exempel: f = x 7 y 2 z 3 +2x 7 y 3 z 5 +x 8 z. Då är l(f) = x 8 z. Om I är ett ideal i S = k[x 1,...,x n ] då definieras l(i) som det ideal som genereras av alla l(f) för alla f I. EnGröbnerbasförettidealienpolynomringärenuppsättningpolynomi idealetsådanaattdeledandemonomenidessapolynomgenererardeledande monomen för alla polynom i idealet. Det finns en algoritm för att konstruera Gröbnerbasen för ett ideal. Den har två ingredienser: Beräkning av S-polynom. Reduktion. 3

Man startar med ett generatorsystem för idealet och en monomordning. Sedan beräknar man S-polynomet för ett par av generatorer. Om f = m+f 1 ochg = n+g 1, därmrespektivenärdeledandemonomen, såärs-polynomet av f och g S(f,g) = (lcm(m,n)/m)f (lcm(m,n)/n)g. Sedan beskriver vi reduktion. Låt f = m+f 1 vara ett polynom i basen, där m är det ledande monomet. Antag att g är ett annat polynom i basen som innehåller ett monom som är delbart med m, dvs av formen mm 1. Då ersätter man mm 1 med f 1 m 1. Algoritmen går nu till så att man beräknar S-polynomen av alla par av element i basen och reducerar dem. Om ett S-polynom inte reduceras till 0, så lägger man till det till basen och fortsätter. Man är klar när alla S-polynom reduceras till 0. Algoritmen kallas för Bucherbergers algoritm och Buchberger var en elev till Gröbner. Exempel: Låt I = (f,g) där f = x 2 + y 2,g = xy + y 2, där x 2 resp. xy är ledande monom. Då är lcm(x 2,xy) = x 2 y och S(f,g) = yf xg = y 3 xy 2. I y 3 xy 2 ersätts xy med y 2, så xy 2 blir y 3 och resultatet blir y 3 ( y 3 ) = 2y 3, som inte kan reduceras. Man lägger till y 3 till basen som nu är x 2 +xy,xy+y 2,y 3 (i stället för 2y 3 kan man lägga till y 3 som genererar samma sak). Sedan räknar man ut S-polynomen av alla par som inte redan räknats ut och reducerar dem med alla ledande monom. Så fortsätter man tills alla S-polynom reduceras till 0. Då har man en Gröbnerbas. S(xy + y 2,y 3 ) = y 2 (xy + y 2 ) xy 3 = y 4 reduceras till noll. Slutligen är S(x 2 + xy,y 3 ) = y 3 (x 2 + xy) x 2 y 3 = xy 4, som reduceras till 0 med y 3. Alltså är x 2 +xy,xy +y 2,y 3 en Gröbnerbas för idealet. Vi såg att S(x 2 + xy,y 3 ) reduceras till 0. Det är ingen tillfällighet som nästa sats visar. Sats 2. Om I = (f 1,...,f k ) och gcd(f i,f j ) = 1 då i j så är {l(f 1 )...l(f k )} en Gröbnerbas för I. Det räcker att bevisa fallet då jag har f 1,f 2 och l(f 1 ),l(f 2 ) relativt prima. Då kommer S(f 1,f 2 ) reduceras till 0. Bevis Låt f 1 = m }{{} l(f 1 ) +g 1 och f 2 = n }{{} l(f 2 ) +g 2. S(f 1,f 2 ) = n(m+g 1 ) m(n+ g 2 ) = mn+ng 1 mn mg 2 = ng 1 mg 2. Detta ger att ( g 2 )g 1 g 2 ( g 1 ) = g 1 g 2 +g 1 g 2 = 0 ifall man sätter n = g 2 och m = g 1. Sats 3. Alla monom som inte ligger i l(i) utgör en k-bas för S/I. 4

Bevis Alla monom som ligger i l(i) kan reduceras. Kvar blir bara linjärkombinationer av monom utanför l(i), så monomen utanför l(i) genererar S/I. Dessa monom är också linjärt oberoende för de kan inte reduceras. De utgör alltså en bas för S/I. 3 Huvudresultatet Låt S = Z 2 [x 1,...,x n ] vara en polynomring i n variabler och låt I = (x 2 1 x 1,...,x 2 n x n ). Sats 4. Generatorerna för I utgör en Gröbnerbas. Bevis x 2 i och x 2 j är relativt prima om i j så vi kan använda Sats 2. Vi har alltså l(i) = (x 2 1,...,x 2 n). De monom som ligger utanför l(i) är alltså de kvadratfria monomen. Sats 5. Antalet nollskilda monom i S/I är 2 n. Bevis Varje monom utanför l(f) är på formen x i1 x ik där inga värden på index kan förekomma mer än en gång. Det finns n variabler att välja mellan, och varje variabel är antingen med i monomet eller inte. Detta ger 2 n möjligheter. Sats 6. Antalet element i S/I är 2 2n. BevisElementeniS/I är1,x 1,x 2,...,x n samtallaparvisaprodukterx 1 x 2,..., samt alla trippelprodukter x 1 x 2 x 3,..., osv. Totalt finns alltså ( ) ( ) ( ) 2 n 2 n 2 n + +...+ = 2 2n 0 1 element. Sats 7. Antalet element i Z n 2 är 2 n. Bevis Varje element i (Z 2 ) n är på formen (a 1,...,a n ) där a i är antingen 0 eller 1. Alltså finns det 2 n element. Sats 8. Antalet delmängder i Z n 2 är 2 2n 2 n 5

Bevis Jag väljer ut alla 0-delmängder, 1-delmängder,..., 2 n -delmängder. Det finns totalt ( ) ( ) ( ) 2 n 2 n 2 n + +...+ = 2 2n 0 1 delmängder. Punkterna i Z n 2 kan exempelvis utgöra nollställen till ovannämnda polynom. Antalet delmängder i Z n 2 är också 2 2n st och jag vill undersöka om det finns en naturlig 1-1 motsvarighet mellan alla polynom i S/I och alla delmängder i Z n 2. Kalla dessa delmängder för M. Låt f = x a 1 1 x an n (a 1,...,a n) R där R = Z n 2 \{(0,...,0)}. Jag vill visa att f har punkten (0,0,...,0) som enda nollställe. Lemma 1. f har origo som enda nollställe. Bevis Det är klart att f(0,...,0) = 0. Antag nu att t S är ett nollställe där t = (1,1,...,1,0,0,...,0). Följande gäller även om ettorna är placerade }{{}}{{} i st n i st på något annat sätt. f(t) = i+ ( ( i 2) + i ( 3) +...+ i i) = 2 i 1 vilket är kongruent med 1 modulo 2, vilket innebär att f(a) = 1 för alla a (0,...,0). Det är nu enkelt att bestämma ett polynom som bara har en enda punkt som nollställe. Exempelvis har g (1,1,0,...,0) = f(x 1 1,x 2 1,x 3,...,x n ) ett enda nollställe (1,1,0,...,0). Polynom med ett enda nollställe i en punkt p kallar vi för e p. Omf Z 2 [x 1,...,x n ]/(x 2 1 x 1,...,x 2 n x n ]betecknas{p Z n 2;f(p) = 0} med V(f) och vi kallar V(f) för nollställemängden för f. Lemma 2. För varje delmängd M Z n 2 finns f S/I så att V(f) = M, dvs f har precis punkterna i M som nollställen. Bevis Låt M bestå av p 1,p 2,...,p k. Då har polynomet e p1 e pk alla punkter i M som nollställe och inga andra. EftersomZ 2 [x 1,...,x n ]/(x 2 1 x 1,...,x 2 n x n )ärenringgerdettamöjligheten att göra mängden av delmängder till Z n 2 till en ring. 2 n 6

Sats 9. Givet f,g S/I samt mängderna A = V(f),B = V(g). Då är V(fg) = A B. Bevis fg = 0 om f = 0 eller g = 0 så V(fg) = V(f) V(g). Sats 10. V(f +g) = (A B) (A c B c ). Bevis Om f(p) = g(p) = 0 så är (f + g)(p) = 0. Alltså p V(f) V(g). Om f(p) = 0,g(p) = 1 eller f(p) = 1,g(p) = 0 så är (f + g)(p) = 1. Om f(p) = g(p) = 1 så är (f + g)(p) = 0. Alltså p V(f) c V(g) c. Alltså är V(f +g) = (V(f) V(g)) (V(f) c V(g) c ). ViharsettattdetfinnslikamångaelementsomS/I somantaletdelmängder av Z n 2. Det finns alltså en bijektion mellan dessa, specifikt avbildningen Φ : S/I M där M är mängden av delmängder till Z n 2, definierad av Φ(f) = V(f). Det följer nu att mängden av delmängder till Z n 2 blir en ring som är isomorf med S/I om vi för delmängder A och B definierar A+B = (A B) (A c B c ) och A B = A B. Sats 11. Avbildningen Φ : S/I M där M är mängden av delmängder till Z n 2, definierad av Φ(f) = V(f) är en isomorfi. Bevis Detta följer av satserna 9, 10 och 11. Sats 12. Nollan i S/I svarar mot hela mängden Z n 2. Ettan svarar mot tomma mängden. Mängden som svarar mot 1+f är komplementet till mängden som svarar mot f. Sats 13. Alla element i S/I är idempotenta dvs f S/I så är f 2 = f. Bevis Eftersom V(f 2 ) = V(f) gäller f 2 = f då vi har en isomorfi mellan S/I och M. 4 En annan ringstruktur Om M är en mängd så finns det ett standardsätt att göra mängden av delmängder till M till en ring. Sats 14. Om A och B är delmängder till M definierar man A B = S(A,B) = (A B c ) (A c B) (den symmetriska differensen av A och B), och A B = A B. Då blir mängden av delmängder till M en ring med addition och multiplikation. 7

Bevis Eftersom A = S(A, ) = A är nollelement i R. Eftersom A M = A M = A är M enhetselement (etta) i R. Additionen är kommutativeftersoma B = S(A,B) = S(B,A) = B A. Multiplikationen är kommutativ eftersom A B = A B = B A = B A. Additionen är associativ eftersom (A B) C = S(A,B) C = S(S(A,B),C) och A (B C) = A S(B,C) = S(A,S(B,C)). Man övertygar sig lätt, t.ex. med ett Venndiagram, att både S(S(A,B),C) och S(A,S(B,C)) består av de element som ligger i precis en av A,B,C tillsammans med A B C. Multiplikationen är associativ eftersom (A B) C = A B C = (A B) C = A (B C) = A (B C). Slutligen visar vi distributiviteten. A (B C) = A S(B,C) och (A B) (A C) = S(A B,A C). Nu gäller att A S(B,C) består av de element som ligger i precis en av B,C och samtidigt i A, och S(A B,A C) består av de element som ligger i precis en av A B,A C, vilket är samma sak. Om nu M är mängden av delmängder till Z n 2 betecknar vi denna ring med R. Den ring vi behandlade i förgående avsnitt med addition A+B = (A B) (A c B c ) och multiplikation A B = A B kallar vi T. Sats 15. ψ : R T, där ψ(a) = A c är en isomorfi. Bevis Vi måste visa att ψ(a B) = ψ(a)+ψ(b), ψ(a B) = ψ(a) ψ(b) och att ψ är en bijektion. Nu är ψ(a B) = ψ(s(a,b)) = (S(A,B)) c = ((A B c ) (A c B)) c = (A B c ) c (A c B) c = (A c B) (A B c ).ψ(a) + ψ(b) = A c + B c = (A c B c ) (A B). Både ψ(a B) och ψ(a)+ψ(b) består alltså av de punkter som ligger i både A och B tillsammans med de punkter som ligger utanför både A och B. Att ψ är en bijektion följer av att det enda elementet som avbildas på (nollan i T) är Z n 2 (nollan i R). 8

References [1] Ralf Fröberg, An Introduction to Gröbner Bases. John Wiley & Sons, 1997. 9