一个满足特定二元运算的非空元素集合
群(Group)是抽象代数基本概念之一,其定义为:设G是一个非空的元素集合,若它具有乘法的二元运算且符合以下三个条件:满足结合律,存在单位元e,存在逆元,则G构成一个群。[5]
群的概念起源于古希腊时期,欧几里得在《几何原本》中就提到了群的思想。1830年,法国数学家埃瓦里斯特·伽罗瓦(Évariste Galois)在方程求根中应用了群的概念,并将群分为简单群和复杂群。1849年,凯莱(Arthur Cayley)首次提出了"抽象群"的概念,并在1854年第一次给出了群的公理化定义。19世纪后期以来,群论逐渐衍生出许多分支,挪威数学家马里乌斯·索菲斯·李(Marius Sophus Lie)在研究微分方程时,发现某些微分方程的解对一些连续变换群是不变的,并由此引入了李群的概念。1901年,舒尔(I. Schur)研究了有限群表示的问题。[2][3][5]
常见的群包括有限群、交换群、循环群、李群。[1][9][10][5]群有同态同构关系。[12][13]群论中包括一些著名定理,有拉格朗日定理和西罗定理,其中拉格朗日定理揭示了群的阶与其子群的阶之间的关系。[5][11]同时,一些特殊的群,如Frobenius群,具备很多推广形式,近年来引发了诸多学者的广泛关注。[14]群的概念和理论在现实世界中应用广泛,如,在密码学中,根据群设计的求解离散对数的算法,可以提升安全级别、提高运算效率。[7]

定义

是一个非空集合,如果在
上定义一个代数运算,称为乘法,记作
,而且它适合以下条件,那么
称为一个群: