В математике операция - это функция, которая принимает ноль или более входных значений (называется операнды ) к четко определенному выходному значению. Количество операндов - это арность операции.
Наиболее часто изучаемыми операциями являются двоичные операции (т. Е. Операции арности 2), такие как сложение и умножение и унарные операции (т. е. операции арности 1), такие как аддитивный обратный и мультипликативный обратный. Операция с нулевой арностью или нулевая операция является константой . смешанное произведение является примером операции арности 3, также называемой тернарной операцией.
Как правило, арность считается конечной. Однако иногда рассматриваются бесконечные операции, и в этом случае «обычные» операции конечной арности называются конечными операциями .
A частичная операция определяется аналогично операции, но с частичная функция вместо функции.
Есть два общих типа операций: унарный и бинарный. Унарные операции включают только одно значение, например отрицание и тригонометрические функции. С другой стороны, двоичные операции принимают два значения и включают сложение, вычитание, умножение, деление и . возведение в степень.
Операции могут включать математические объекты, отличные от чисел. логические значения истина и ложь могут быть объединены с помощью логических операций, таких как и, или, и not. Векторы можно складывать и вычитать. Повороты можно комбинировать с помощью операции композиции функций, выполняя первое вращение, а затем второе. Операции над наборами включают двоичные операции union и пересечение и унарную операцию дополнения. Операции с функциями включают состав и свертку.
. Операции не могут быть определены для каждого возможного значения его домена. Например, в действительных числах нельзя делить на ноль или извлекать квадратные корни из отрицательных чисел. Значения, для которых определена операция, образуют набор, называемый ее областью определения или активной областью. Набор, который содержит полученные значения, называется codomain, но набор фактических значений, достигнутых операцией, является его codomain определения, активным codomain, image или range. Например, в действительных числах операция возведения в квадрат дает только неотрицательные числа; codomain - это набор действительных чисел, но диапазон - это неотрицательные числа.
Операции могут включать разнородные объекты: вектор можно умножить на скаляр, чтобы сформировать другой вектор (операция, известная как скалярное умножение ), и Операция внутреннего произведения над двумя векторами дает скалярную величину. Операция может иметь или не иметь определенных свойств, например, она может быть ассоциативной, коммутативной, антикоммутативной, идемпотентной и т. Д..
Объединенные значения называются операндами, аргументами или входами, а полученное значение называется значением, результатом или выходом. Операции могут иметь меньше или больше двух входов (включая случай нулевого входа и бесконечного количества входов).
Оператор похож на операцию тем, что он относится к символу или процессу, используемому для обозначения операции, поэтому их точка зрения различна. Например, часто говорят о «операции сложения» или «операции сложения», когда сосредотачиваются на операндах и результате, но переключаются на «оператор сложения» (редко «оператор сложения»), когда сосредотачиваются на процессе., или с более символической точки зрения, функция +: X × X → X.
n-арная операция ω из X 1,…, X n to Y - это функция ω: X 1 ×… × X n → Y. Множество X 1 ×… × X n называется областью действия, множество Y называется областью выполнения операции, а фиксированное неотрицательное целое число n (количество операнды) называется арностью операции. Таким образом, унарная операция имеет арность один, а бинарная операция имеет арность два. Операция с нулевой арностью, называемая нулевой операцией, является просто элементом кодомена Y. n-арная операция также может рассматриваться как (n + 1) -арное отношение, то есть всего в n входных доменах и уникальных в выходном домене.
n-арная частичная операция ω от X 1,…, X n до Y является частичной функцией ω: X 1 ×… × X n → Y. n-арная частичная операция также может рассматриваться как (n + 1) -арное отношение, единственное на своем выходной домен.
Вышеупомянутое описывает то, что обычно называется конечной операцией, имея в виду конечное число операндов (значение n). Существуют очевидные расширения, в которых арность берется как бесконечный порядковый номер или кардинал, или даже произвольный набор, индексирующий операнды.
Часто использование термина «операция» подразумевает, что домен функции включает мощность кодомена (т.е. декартово произведение одной или нескольких копий кодомена), хотя это никоим образом не универсален, как в случае скалярного произведения, где векторы умножаются и в результате получается скаляр. N-арная операция ω: X → X называется внутренней операцией . N-арная операция ω: X × S × X → X, где 0 ≤ i < n is called an внешняя операция скалярным набором или набором операторов S. В частности, для двоичной операции ω: S × X → X является называется левой внешней операцией пользователем S, а ω: X × S → X называется правой внешней операцией пользователем S. Примером внутренней операции является вектор сложение, где два вектора складываются и в результате получается вектор. Примером внешней операции является скалярное умножение, где вектор умножается на скаляр и в результате получается вектор.
Векторы можно складывать (сложение векторов), вычитать (вычитание векторов)...