题目
: 设X是一个非空集合,P(X)是X的幂集.规定-|||-+B=(A-B)cup (B-A) , cdot B=Acap B, A, in P(X).-|||-证明:P(X)关于所定义的运算构成有单位元的交换环.

题目解答
答案

解析
步骤 1:定义运算
假设集合 $P(X)$ 是集合 $X$ 的所有子集构成的集合。定义两个运算:加法 $+$ 和乘法 $\cdot$,其中 $A+B=(A-B)\cup(B-A)$,$A\cdot B=A\cap B$。
步骤 2:验证交换律
对于任意的 $A,B\in P(X)$,有 $A+B=(A-B)\cup(B-A)=(B-A)\cup(A-B)=B+A$,$A\cdot B=A\cap B=B\cap A=B\cdot A$。所以加法与乘法都满足交换律。
步骤 3:验证结合律
对于任意的 $A,B,C\in P(X)$,有 $(A+B)+C=(A-B)\cup(B-A)\cup(C-(A+B))\cup((A+B)-C)=A+(B+C)$,$(A\cdot B)\cdot C=(A\cap B)\cap C=A\cap(B\cap C)=A\cdot(B\cdot C)$。所以加法与乘法都满足结合律。
步骤 4:验证零元
对于任意的 $A\in P(X)$,有 $\varnothing+A=(\varnothing-A)\cup(A-\varnothing)=\varnothing A=A$,所以空集 $\varnothing$ 是零元。
步骤 5:验证负元
对于任意的 $A\in P(X)$,有 $A+A=(A-A)\cup(A-A)=\varnothing$,即A的负元为A,所以P(X)的每个元素都有负元。
步骤 6:验证单位元
对于任意的 $A\in P(X)$,有 $X\cdot A=X\cap A=A$,$A\cdot X=A\cap X=A$,所以X为P(X)的单位元。
步骤 7:验证分配律
对于任意的 $A,B,C\in P(X)$,有 $(A+B)\cdot C=(A\cap C)\cup(B\cap C)-(A\cap B\cap C)=(A\cdot C)+(B\cdot C)$。因为乘法交换律成立,所以也有 $C\cdot(A+B)=C\cdot A+C\cdot B$,因此乘法对加法满足分配律。
假设集合 $P(X)$ 是集合 $X$ 的所有子集构成的集合。定义两个运算:加法 $+$ 和乘法 $\cdot$,其中 $A+B=(A-B)\cup(B-A)$,$A\cdot B=A\cap B$。
步骤 2:验证交换律
对于任意的 $A,B\in P(X)$,有 $A+B=(A-B)\cup(B-A)=(B-A)\cup(A-B)=B+A$,$A\cdot B=A\cap B=B\cap A=B\cdot A$。所以加法与乘法都满足交换律。
步骤 3:验证结合律
对于任意的 $A,B,C\in P(X)$,有 $(A+B)+C=(A-B)\cup(B-A)\cup(C-(A+B))\cup((A+B)-C)=A+(B+C)$,$(A\cdot B)\cdot C=(A\cap B)\cap C=A\cap(B\cap C)=A\cdot(B\cdot C)$。所以加法与乘法都满足结合律。
步骤 4:验证零元
对于任意的 $A\in P(X)$,有 $\varnothing+A=(\varnothing-A)\cup(A-\varnothing)=\varnothing A=A$,所以空集 $\varnothing$ 是零元。
步骤 5:验证负元
对于任意的 $A\in P(X)$,有 $A+A=(A-A)\cup(A-A)=\varnothing$,即A的负元为A,所以P(X)的每个元素都有负元。
步骤 6:验证单位元
对于任意的 $A\in P(X)$,有 $X\cdot A=X\cap A=A$,$A\cdot X=A\cap X=A$,所以X为P(X)的单位元。
步骤 7:验证分配律
对于任意的 $A,B,C\in P(X)$,有 $(A+B)\cdot C=(A\cap C)\cup(B\cap C)-(A\cap B\cap C)=(A\cdot C)+(B\cdot C)$。因为乘法交换律成立,所以也有 $C\cdot(A+B)=C\cdot A+C\cdot B$,因此乘法对加法满足分配律。