问答题 设Z是整数集,m是任意整数,Zm是由模m的同余类组成的同余类集,在Zm上定义两个二元运算+m和×m分别如下:
   对于任意的[i],[j]∈Zm
   [i]+m[j]=[(i+j)(modm)],[i]×m[j]=[(i×j)(modm)].
   证明:在这两个运算的运算表中任何两行或两列都不相同.
【正确答案】(1)由运算+m和×m的定义知,它们在Zm上都是封闭的,故(Zm,+m)和(Zm,×m)都为代数系统.
   (2)对于任意的[i],[j],[k]∈Zm,有
   ([i]+m[j]+m[k]=[((i+j)+k)(modm)]=[(i+(j+k))(modm)]
   =[i]+m([j]+m[k]);
   ([i]×m[j])×m[k]=[((i×j)×k)(modm)]=[(i×(j×k))(modm)]
   =[i]×m([j]×m[k]);
   即运算+m和×m都是可结合的.
   (3)因为
   [0]+m[j]=[(0+j)(modm)]=[j(modm)]=[j],
   所以[0]是(Zm,+m)的左单位元.同理,[0]是(Zm,+m)的右单位元.所以[0]是(Zm,+m)的单位元.
   [1]×m[j]=[(1×j)(modm)]=[j(modm)]=[j],
   所以[1]是(Zm,×m)的左单位元.同理,[1]是(Zm,×m)的右单位元.所以[1]是(Zm,×m)的单位元.
   因此,(Zm,+m)和(Zm,×m)都为独异点.从而由定理可知,这两个运算的运算表(见表5-8和表5-9)中任何两行或两列都不相同.
   
表5-8
+m 0 1 2 3 m-2 m-1
0 0 1 2 3 m-2  
1 1 2 3 4 m-1 0
2 2 3 4 5 0 1
3 3 4 5 6 1 2
vdots vdots vdots vdots vdots   vdots vdots
m-2   m-1 0 1 2  
m-1 m-1 0 1 2 3  

   
表5-9
×m 0 1 2 3 m-2  
0 0 0 0 0 0 0
1 0 1 2 3 m-2  
2 0 2 4 6 m-4 m-2
3 0 3 6 9 m-6  
vdots vdots vdots vdots vdots   vdots vdots
m-2 0 m-2 m-4   4 2
m-1 0 m-1 m-2   2 1
【答案解析】