为了证明给定的集合和运算构成群,我们需要验证群的四个基本性质:封闭性、结合律、单位元的存在性和逆元的存在性。 6. 对于整数集合Z和运算*: 封闭性:对于任意a, b ∈ Z,a*b = a + b - 7。由于a和b都是整数,它们的和也是整数,再减去7仍然是整数,所以a*b ∈ Z。 结合律:对于任意a, b, c ∈ Z,我们需要证明(a*b)*c = a*(b*c)。 (a*b)*c = (a + b - 7)*c = (a + b - 7) + c - 7 = a + b + c - 14 a*(b*c) = a*(b + c - 7) = a + (b + c - 7) - 7 = a + b + c - 14 由于两边相等,结合律成立。 单位元:我们需要找到一个元素e ∈ Z,使得对于任意a ∈ Z,都有a*e = a和e*a = a。 考虑e = 7,则a*e = a + 7 - 7 = a,e*a = 7 + a - 7 = a。 因此,7是单位元。 逆元:对于任意a ∈ Z,我们需要找到一个元素b ∈ Z,使得a*b = e和b*a = e。 考虑b = 14 - a,则a*b = a + (14 - a) - 7 = 7(单位元)。 因此,对于每个a ∈ Z,都存在逆元b = 14 - a。 综上,整数集合Z和运算*构成群。 7. 对于非零实数集R*和运算。: 封闭性:对于任意a, b ∈ R*,a。b = 2ab。由于a和b都是非零实数,它们的乘积也是非零实数,再乘以2仍然是非零实数,所以a。b ∈ R*。 结合律:对于任意a, b, c ∈ R*,我们需要证明(a。b)。c = a。(b。c)。 (a。b)。c = (2ab)。c = 2(2ab)c = 4abc a。(b。c) = a。(2bc) = 2a(2bc) = 4abc 由于两边相等,结合律成立。 单位元:我们需要找到一个元素e ∈ R*,使得对于任意a ∈ R*,都有a。e = a和e。a = a。 考虑e = 1/2,则a。e = 2a(1/2) = a,e。a = 2(1/2)a = a。 因此,1/2是单位元。 逆元:对于任意a ∈ R*,我们需要找到一个元素b ∈ R*,使得a。b = e和b。a = e。 考虑b = 1/(2a),则a。b = 2a(1/(2a)) = 1/2(单位元)。 因此,对于每个a ∈ R*,都存在逆元b = 1/(2a)。 综上,非零实数集R*和运算。构成群。