结构推理 设(S,*)是一个半群,而且对于S中的元素a和b,如果a≠b必有a*b≠a*a,试证明:
   (1)对于S中的每个元素a,有a*a=a;
   (2)对于S中任意元素a,b,有a*b*a=a;
   (3)对于S中任意元素a,b,c,有a*b*c=a*c.
【正确答案】证明  由题意可知,若a*b=b*a,则必有a=b.
   (1)因为(a*a)*a=a*(a*a),
   所以a*a=a.
   (2)因为a*(a*b*a)=(a*a)*b*a
   =a*b*(a*a)
   =(a*b*a)*a,
   所以a*b*a=a.
   (3)因为(a*c)*(a*b*c)=(a*c*a)*(b*c)
   =a*(b*c)
   =(a*b)*(c*a*c)
   =(a*b*c)*(a*c),
   所以a*b*c=a*c.
【答案解析】本题条件中给出半群,则意味着满足封闭性和结合律.根据条件若a    b,必有a*b≠b*a,推出只要证出a*b=b*a,就可断言a=b.对(1)中可将(a*a)看作b,所以有a*a=a.而(2)中根据(1)的结论用a*a替代a,而用a替代a*a.令a*b*a=x,则有a*x=x*a,a=x,从而推得a*b*a=a.(3)中也用到(2)中的结论,c*a*c=c.
   [c*(c*a*c)=(c*c)*a*c=c*a*(c*c)=(c*a*c)*c].