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[Teoria dos Grupos] Derivar Teorema

[Teoria dos Grupos] Derivar Teorema

Mensagempor Imscatman » Qua Fev 19, 2014 18:46

Olá! Faz uns anos que não posto aqui, hehe.
Estou encarando o Introduction to Logic, do Patrick Suppes (pdf: http://tinyurl.com/oyytpee).
E na página 113 do livro (131 do pdf), 5ª questão, se pede o seguinte:

Com base nos três seguintes axiomas, prove o teorema \exists y\forall x (x \oplus y = x):

Axioma 1: \forall x\forall y \forall z\left(x\oplus\left(y\oplus z \right) =\left(x \oplus y \right)\oplus z \right)
Axioma 2: \forall x\forall y\exists z\left(x = y\oplus z \right)
Axioma 3: \forall x\forall z\exists y\left(x = y\oplus z \right)

Isto é, dada Associatividade (axioma 1) e os outros 2 axiomas, demonstrar a existência do "elemento identidade à direita". Se não estou cometendo algum erro muito estúpido, esse exercício parece dificílimo. Já passei umas dez horas tentando de tudo: substituições de iguais por iguais; fazer os axiomas 2 e 3 se tornarem \forall x\exists z\left(x = x\oplus z \right) e \forall x\exists y\left(x = y\oplus x \right), respectivamente; prova por absurdo. Não parece haver maneira de sair dos \forall x \exists z para um existencial puro \exists z \forall x, que é o que se pede. Infelizmente não dá pra detalhar aqui a tentativa de derivação. O núcleo é:

\exists z\left(x = x\oplus z \right)
x = x\oplus {\alpha}_{x}

E pelo Axioma 3:

\exists y\left(x = y\oplus x \right)
x = {\beta}_{x}\oplus x

Nesse ponto não posso quantificar x nem existencialmente, nem universalmente. O subscrito em {\beta}_{x} (onde {\beta} é um nome ambíguo derivado de \exists y, e o subscrito indica a dependência de x, que ocorria livre na fórmula original -- além disso, {\beta} precisa ser diferente de {\alpha}, que ocorre antes; regras de \exists em Suppes, rs) me impede de simplesmente \forall-quantificar sobre x e chegar no resultado procurado \forall x (x \oplus {\beta}_{x} = x), e daí para \exists y\forall x (x \oplus y = x). Tampouco parece ajudar qualquer coisa a partir daqui:

x\oplus {\alpha}_{x} = {\beta}_{x}\oplus x

E daí brincando com o axioma 1. Não consigo provar que {\alpha}_{x} = {\beta}_{x}, e talvez isso ajudaria.
Talvez inserir ({\beta}_{x}\oplus x = {\beta}_{x}\oplus x) no meio e fazer alguma coisa ajude. Mas não sei o quê... Preciso de uma fórmula (x \oplus {\beta} = x), sem subscrito, mas os axiomas parecem incapazes de produzi-la. Estou especialmente frustrado, porque esse parece ser um passo chave para usar todo o poder dos axiomas. Sigo pensando...
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Re: [Teoria dos Grupos] Derivar Teorema

Mensagempor Imscatman » Qui Fev 20, 2014 00:11

Salvo erro, achei o caminho. É mesmo uma dessas escolhas dificílimas de substituição.

Do Axioma 3 vem: z = {\rho}_{zx}\oplus x

Do Axioma 3 também vem: z = {\beta}_{z}\oplus z

Do Axioma 2 vem: x = x\oplus {\alpha}_{x}

Com essas peças à mão, traz-se do Axioma 1 exatamente essas substituições:

x\oplus\left(y\oplus z \right) =\left(x \oplus y \right)\oplus z \right)
{\beta}_{z}\oplus\left(({\rho}_{zx}\oplus x)\oplus {\alpha}_{x} \right) =\left({\beta}_{z} \oplus ({\rho}_{zx}\oplus x) \right)\oplus {\alpha}_{x} \right)

Usa-se o Axioma 1 novamente, para arrumar os parênteses idealmente, ficando assim:

{\beta}_{z}\oplus\left(({\rho}_{zx}\oplus x)\oplus {\alpha}_{x} \right) = {\beta}_{z} \oplus ({\rho}_{zx}\oplus (x \oplus {\alpha}_{x}))

Então, olhando para as igualdades iniciais, faz-se as substituições estrategicamente:

{\beta}_{z}\oplus\left(({\rho}_{zx}\oplus x)\oplus {\alpha}_{x} \right) = {\beta}_{z} \oplus ({\rho}_{zx}\oplus x)

{\beta}_{z}\oplus\left(z\oplus {\alpha}_{x} \right) = {\beta}_{z} \oplus z

Axioma 1 para parênteses, novamente; e a substituição final:

({\beta}_{z}\oplus\ z)\oplus {\alpha}_{x} \right = {\beta}_{z} \oplus z
z\oplus {\alpha}_{x} \right = z

Agora o subscrito x não impede de quantificar o z da fórmula. E feito!

\forall z\left( z\oplus {\alpha}_{x} \right = z \right))
\exists y \forall z\left( z\oplus y \right = z \right)) Q. E. D. :)

Pra achar esse caminho, fiquei testando o encaixe das fórmulas como se fossem peças de lego.
Exercício mais difícil que já fiz, putz.
Bonito vai ser se alguém mostrar que tem algum erro, hehe. Mas, por favor!
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Assunto: Exercicios de polinomios
Autor: shaft - Qua Jun 30, 2010 17:30

2x+5=\left(x+m\right)²-\left(x-n \right)²

Então, o exercicio pede para encontrar {m}^{3}-{n}^{3}.

Bom, tentei resolver a questão acima desenvolvendo as duas partes em ( )...Logo dps cheguei em um resultado q nao soube o q fazer mais.
Se vcs puderem ajudar !


Assunto: Exercicios de polinomios
Autor: Douglasm - Qua Jun 30, 2010 17:53

Bom, se desenvolvermos isso, encontramos:

2x+5 = 2x(m+n) + m^2-n^2

Para que os polinômios sejam iguais, seus respectivos coeficientes devem ser iguais (ax = bx ; ax² = bx², etc.):

2(m+n) = 2 \;\therefore\; m+n = 1

m^2-n^2 = 5 \;\therefore\; (m+n)(m-n) = 5 \;\therefore\; (m-n) = 5

Somando a primeira e a segunda equação:

2m = 6 \;\therefore\; m = 3 \;\mbox{consequentemente:}\; n=-2

Finalmente:

m^3 - n^3 = 27 + 8 = 35

Até a próxima.