Дистрибутивность

Дистрибутивность — это свойство бинарной операции относительно другой операции, выражающееся в том, что первая «распределяется» по второй. В школьной алгебре под этим обычно понимают дистрибутивность умножения относительно сложения и вычитания: при умножении суммы на число результат равен сумме произведений каждого слагаемого на это число. Формально это записывают компактно и универсально; ниже приведены конкретные формы и примеры. Понятие дистрибутивности встречается не только в арифметике, но и в алгебре колец, теории множеств и логике, где одна операция распространяется на другую по сходному закону. {IMAGE_0}

Применение дистрибутивности многообразно: она позволяет упрощать выражения, раскрывать скобки, выносить общий множитель и сводить задачи к более простым вычислениям. В структуре алгебраических систем (например, в кольцах) дистрибутивность умножения относительно сложения — одна из аксиом, которая обеспечивает согласованность работы операций и делает возможными такие операции, как факторизация и приведение подобных членов. В теории множеств аналогичным образом выполняется дистрибутивность пересечения относительно объединения и наоборот при определённых условиях; в логике — дистрибутивность конъюнкции относительно дизъюнкции и т.п.

Важно помнить, что дистрибутивность — не универсальное свойство: не любая пара операций обладает ей. Например, сложение не всегда дистрибутивно относительно умножения в том смысле, как умножение относительно сложения; также возведение в степень обычно не дистрибутивно относительно сложения. Важные формулы и наглядные примеры приведены ниже; все математические выражения в этом тексте вынесены в список формул для наглядности.

Алгебраический вид правила раскрытия скобок (левая дистрибутивность): a(b+c)=ab+aca(b+c)=ab+ac и правая дистрибутивность: (a+b)c=ac+bc(a+b)c=ac+bc. Пример с числами: 3(4+5)=34+353(4+5)=3\cdot 4+3\cdot 5 так как 3(4+5)=39=27,34+35=12+15=273(4+5)=3\cdot 9=27,\quad 3\cdot 4+3\cdot 5=12+15=27. Аналог для вычитания: a(bc)=abaca(b-c)=ab-ac. В теории множеств: A(BC)=(AB)(AC)A\cap(B\cup C)=(A\cap B)\cup(A\cap C). В логике: p(qr)=(pq)(pr)p\land(q\lor r)=(p\land q)\lor(p\land r).