대수를 하기위한, 집합, 수론따위에 관련된 예비지식을 살펴본다.

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집합의 Cardinality 와 상등
A ⊂ B 일 땐 ,   |A| = |B|  ⇒   A = B

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Inverse image 의 포함관계 ( 역함수 아님 )
φ' ( E ) 를 E의 inverse image under φ 라고 하면...  A ⊂  φ' ( φ ( A ) )

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Function ( 특정한 조건을 만족하는 맵 또는 릴레이션 )
역시 카테션 곱으로 설명하자면,  X 에서 Y 로의 함수 f 는...   f ⊂  X  x  Y   ( X 를 도메인, Y 를 코도메인, f(X) 를 레인지 ),  가령, (a,b) ∈ f 라고 하면, a 는 한번만 등장해야 함.

기본적으로, X into Y
f(X) = Y 일때, X onto Y , surjection 전사
x값이 다르면 f(x) 값도 다를때, one-to-one 일대일, injection  단사
one-to-one 앤 onto   일때 , one-to-one correspondence 일대일대응 , bijection 전단사

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An Equivalence Relation on S    ⇔   An Partition of  S
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S 를 nonempty set 이라고 하고, S 위에서 어떠한 동치관계 ~ 가 있다고 하자.

그리고, S 의 원소 a 에 대해, a 와 동치관계에 있는 것들의 집합을 [a] 라고 표현하자.
즉, [a] = { x ∈ S  |   x ~ a  }

주장하는 바는, S 에서 어떠한 동치관계가 존재하면, S에서 그러한 동치관계에 있는것끼리 묶은 집합들은 S 의 파티션이 되고, 역으로, S의 어떠한 파티션이 있으면, "같은 셀(cell)에 포함되는 관계" 는 동치관계이다.


=> 방향 증명은, 일단 S의 모든원소는 a ~ a 이므로 포함되는 셀이 있으므로, 동시에 두 셀에 포함되지 않음을 보이면 충분하다. 그러면 자동으로 disjoint 가 된다.

<= 방향증명은 데피니션만 체크하면된다.



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이제 동치관계 ~ 가 있을때, 그에 대응되는 파티션이 있으므로, 그러한 동치관계에 의해 파티션된 각각의 셀을 생각해 볼수 있는데, 이와같이 어떠한 동치관계에 의해 파티션된 각 셀을 ~ 에 대응되는 equivalence class (동치류) 라고 한다.

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예) 자연수 전체의 집합을 패리티에 의해 두집합으로 나누자. 즉, 홀수집합과 짝수집합으로...
     그러면 1 과 3 은 같은 equivalence class 에 속하고, 2 와 4 도 같은 equivalence class 에 속한다.



곧바로 Residue Class 로 이어지는것이 당연하다.

자연수집합을 n 으로 나눈 나머지들로 분류하여 파티션한것을 Residue Classes (잉여류) modulo n 이라고 한다.

자연수집합은 이에의해 n 개의 셀로 쪼개지고, 각 셀 ( residue class) 들에 속하는 관계는 당연히 equvalence relation 이다. 즉, Residue Classes 는 Equivalence Classes.
대응되는 동치관계는 n 에 대해 같은 나머지를 같는 관계이다.


어떠한 두 수가 같은 Residue Class 에 들어갈때 , 이 둘을 modulo n 에 대해 congruent 하다고 한다.

보통   a ≡ b ( mod n )  으로 쓴다.

잉여류에 의한 정의대신, 수론 적으로 정의하자면,     n  |  ( a - b )   을 위와 같이 써도 된다.


반대로, " n에 대한 나머지가 같다 "라는 관계에 의해 자연수가 파티션된다면, 이것이 동치관계여야 할 것이다.
증명해보면...                                                                  (   mod n  표기는 생략.  )

1.   a ≡ a                                   ( 뻔함 )
2.   a ≡ b   ⇒   b ≡ a                  ( 뻔함 )
3.   a ≡ b    and    b ≡  c     ⇒    n | ( a - b )    and    n | ( b - c )    ⇒     n |  ( (a-b) + (b-c) )
                                         ⇒    n | ( a - c )    ⇒     a ≡ c