Episode I

Alice és Bob

. rész: Egész számok szorzása kommutatív, asszociatív és disztributív az összeadásra nézve – bizonyítás

Először a kommutativitást vizsgáljuk. Az első egyenlet baloldala a \odot művelet 14.3. Definíciója miatt így írható:

[(a;b)] \odot [(c;d)] = [(ac+bd;ad+bc)]

Az egyenlet jobboldala ugyanilyen okok miatt így írható:

[(c;d)] \odot [(a;b)] = [(ca+db;cb+da)]

Mivel ugyanazt a kifejezést kaptuk mindkét esetben, ezért a \odot művelet valóban kommutatív.

Most nézzük az asszociativitást. A második egyenlet baloldala így írható:

\begin{aligned}&([(a;b)] \odot [(c;d)]) \odot [(e;f)] = \\ = &[(ac+bd;ad+bc)] \odot [(e;f)] = \\ = &[((ac+bd)e + (ad+bc)f; (ac+bd)f + (ad+bc)e)] = \\ = &[(ace+bde+adf+bcf;acf+bdf+ade+bce)]\end{aligned}

Az egyenlet jobboldala:

\begin{aligned}&[(a;b)] \odot ([(c;d)] \odot [(e;f)]) = \\ = &[(a;b)] \odot [(ce+df;cf+de)] = \\ = &[(a(ce+df) + b(cf+de); a(cf+de) + b(ce+df))] = \\ = &[(ace+adf+bcf+bde;acf+ade+bce+bdf)]\end{aligned}

Mivel ugyanazt a kifejezést kaptuk mindkét esetben, ezért a \odot művelet valóban asszociatív.

Végül ellenőrizzük a disztributivitást. A harmadik egyenlet baloldala:

\begin{aligned}&[(a;b)] \odot ([(c;d)] \oplus [(e;f)]) = \\ = &[(a;b)] \odot [(c+e;d+f)] = \\ = &[(a(c+e) + b(d+f);a(d+f) + b(c+e))] = \\ = &[(ac+ae+bd+bf;ad+af+bc+be)]\end{aligned}

Az egyenlet jobboldala:

\begin{aligned}&[(a;b)] \odot [(c;d)] \oplus [(a;b)] \odot [(e;f)] = \\ = &[(ac+bd;ad+bc)] \oplus [(ae+bf;af+be)] = \\ = &[(ac+bd+ae+bf;ad+bc+af+be)]\end{aligned}

Mivel ugyanazt a kifejezést kaptuk mindkét esetben, ezért a \odot művelet valóban disztributív a \oplus műveletre nézve.

Kapcsolódó oldal:
Érintő - Elektronikus Matematikai Lapok