Sea A un conjunto no vacío, en el que se ha definido una ley de composición interna *.
Se dice que el conjunto A, junto con la operación * es un semigrupo y se representa por (A, *), si y sólo si la ley * es asociativa, esto es
(a*b)*c = a*(b*c) para cualesquiera a, b, c E A.
Si además, aunque no es necesario, dicha ley es conmutativa, entonces el semigrupo se llama conmutativo.
Si dicha ley tiene elemento neutro en A, se dice que el semigrupo tiene unidad.
Ejemplo:
En el conjunto N de los números naturales se define la operación *,
mediante
a*b = a+b+2 para cualesquiera a, b E N.
Determinar si N posee estructura de semigrupo con respecto a esta operación.
SOLUCIÓN:
Para que el conjunto N tenga estructura de semigrupo con respecto a la operación *, debe verificarse la propiedad asociativa, esto es
(a*b)*c = (a*b)+c+2
= (a+b+2)+c+2
= a+b+c+4 (1)
a*(b*c) = a+(b*c)+2
= a+(b+c+2)+2
= a+b+c+4 (2)
De (1) y (2) resulta (a*b)*c = a*(b*c) y es asociativa respecto de *.
Entonces N posee estructura de semigrupo respecto de *.
Además, se verifica la propiedad conmutativa, pues
a*b = a+b+2 = b+a+2 = b*a
Por tanto, N posee estructura de semigrupo conmutativo respecto de *.
Esto equivale a decir que el par (N ,*) es un semigrupo conmutativo.
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