Единица умножения

Единица умножения — это специальный элемент в алгебраической структуре (множество с операцией умножения), обладающий свойством оставлять любой элемент множества неизменным при умножении на него. Иначе говоря, единица умножения e (обычно обозначаемая цифрой 1) удовлетворяет условию 1a=a1 \cdot a = a для всех подходящих элементов a множества. В разных контекстах единица может обозначаться по-разному: как 1 в числовых системах или как 1_R в кольце R; её роль — служить нейтральным элементом относительно операции умножения.

Единица умножения встречается повсеместно: в целых, рациональных, вещественных и комплексных числах, в матрицах и в абстрактных алгебраических структурах (моноиды, кольца, поля). Она необходима для определения обратимых элементов (единиц кольца или группы). Свойство обратимости формулируют через единицу: если элемент a обратим, то существует элемент a^{-1} такой, что aa1=1a \cdot a^{-1} = 1. Единица умножения также уникальна: если в структуре есть два нейтральных элемента e и e'', то из их свойств следует равенство ee=e=ee e'' = e'' = e, что показывает невозможность существования двух разных «единиц» одновременно.

Примеры приводят понятие к жизни. В простейшем числовом случае для любого целого числа 7 верно равенство 17=71 \cdot 7 = 7. В линейной алгебре единицей умножения для квадратных матриц размера n выступает единичная матрица I_n, для которой выполняется InA=AIn=AI_n A = A I_n = A. На схематическом рисунке можно показать действие единицы на вектор или матрицу: {IMAGE_0}.