प्रत्यक्ष योग: Difference between revisions

From Vigyanwiki
No edit summary
No edit summary
 
(17 intermediate revisions by 3 users not shown)
Line 2: Line 2:
{{Short description|Operation in abstract algebra composing objects into "more complicated" objects}}
{{Short description|Operation in abstract algebra composing objects into "more complicated" objects}}
{{refimprove|date=December 2013}}
{{refimprove|date=December 2013}}
प्रत्यक्ष योग, गणित की एक शाखा और [[सार बीजगणित|अमूर्त बीजगणित]] में [[गणितीय संरचना]] के बीच का एक [[ऑपरेशन (गणित)|संचालन]] है। यह अलग-अलग प्रकार की संरचनाओं के लिए अलग-अलग, लेकिन समान रूप से परिभाषित किया गया है। अमूर्त बीजगणित में प्रत्यक्ष योग का उपयोग कैसे किया जाता है, यह देखने के लिए, अधिक प्रारंभिक संरचना, [[एबेलियन समूह]] पर विचार करें। दो एबेलियन समूहों <math>A</math> तथा <math>B</math> का प्रत्यक्ष योग एक दूसरा एबेलियन समूह <math>A\oplus B</math>  होता है आदेशित जोड़े से मिलकर <math>(a,b)</math> कहाँ पे <math>a \in A</math> तथा <math>b \in B</math>. क्रमित युग्मों को जोड़ने के लिए, हम योग को परिभाषित करते हैं <math>(a, b) + (c, d)</math> होना <math>(a + c, b + d)</math>; दूसरे शब्दों में जोड़ को निर्देशांक-वार परिभाषित किया गया है। उदाहरण के लिए, प्रत्यक्ष योग <math> \Reals \oplus \Reals </math>, कहाँ पे <math> \Reals </math> [[वास्तविक समन्वय स्थान]] है, कार्तीय तल है, <math> \R ^2 </math>. इसी तरह की प्रक्रिया का उपयोग दो वेक्टर रिक्त स्थान या दो [[मॉड्यूल (गणित)]] के प्रत्यक्ष योग के लिए किया जा सकता है।
प्रत्यक्ष योग, गणित की एक शाखा और [[सार बीजगणित|अमूर्त बीजगणित]] में [[गणितीय संरचना]] के बीच का एक [[ऑपरेशन (गणित)|संचालन]] है। यह अलग-अलग प्रकार की संरचनाओं के लिए अलग-अलग, लेकिन समान रूप से परिभाषित किया गया है। अमूर्त बीजगणित में प्रत्यक्ष योग का उपयोग कैसे किया जाता है, यह देखने के लिए, अधिक प्रारंभिक संरचना, [[एबेलियन समूह]] पर विचार करें। दो एबेलियन समूहों <math>A</math> तथा <math>B</math> का प्रत्यक्ष योग एक दूसरा एबेलियन समूह <math>A\oplus B</math>  होता है जिसमे क्रमित युग्म <math>(a,b)</math> सम्मलित होता है : जहाँ <math>a \in A</math> तथा <math>b \in B</math>. क्रमित युग्मों को जोड़ने के लिए, हम <math>(a, b) + (c, d)</math> योग को <math>(a + c, b + d)</math> द्वारा परिभाषित करते हैं; दूसरे शब्दों में जोड़ को निर्देशांक के अनुसार परिभाषित किया गया है। उदाहरण के लिए, प्रत्यक्ष योग <math> \Reals \oplus \Reals </math>, जहाँ <math> \Reals </math> [[वास्तविक समन्वय स्थान|वास्तविक कार्तीय तल]] है, <math> \R ^2 </math>. इसी तरह की प्रक्रिया का उपयोग दो सदिश क्षेत्र या दो [[मॉड्यूल (गणित)|मॉड्यूल]] के प्रत्यक्ष योग के लिए किया जा सकता है।


उदाहरण के लिए, हम किसी भी परिमित संख्या के जोड़ के साथ सीधा योग भी बना सकते हैं <math>A \oplus B \oplus C</math>, बशर्ते <math>A, B,</math> तथा <math>C</math> एक ही प्रकार की बीजगणितीय संरचनाएं हैं (उदाहरण के लिए, सभी एबेलियन समूह, या सभी वेक्टर रिक्त स्थान)। यह इस तथ्य पर निर्भर करता है कि प्रत्यक्ष योग समरूपता [[तक]] साहचर्य है। वह है, <math>(A \oplus B) \oplus C \cong A \oplus (B \oplus C)</math> किसी भी बीजगणितीय संरचना के लिए <math>A</math>, <math>B</math>, तथा <math>C</math> उसी तरह का। प्रत्यक्ष योग भी तुल्याकारिता तक क्रम[[विनिमेय]] है, अर्थात <math>A \oplus B \cong B \oplus A</math> किसी भी बीजगणितीय संरचना के लिए <math>A</math> तथा <math>B</math> उसी तरह का।
हम किसी भी परिमित संख्या के जोड़ के साथ प्रत्यक्ष योग भी बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, <math>A \oplus B \oplus C</math>, जहाँ पर <math>A, B,</math> तथा <math>C</math> एक ही प्रकार की बीजगणितीय संरचनाएं हैं ( उदाहरण के लिए, सभी एबेलियन समूह, या सभी सदिश क्षेत्र )। यह इस तथ्य पर निर्भर करता है कि प्रत्यक्ष योग समरूपता [[तक]] साहचर्य है। वह है, एक ही तरह की किसी भी बीजगणितीय संरचना के लिए <math>A</math>, <math>B</math>, तथा <math>C</math>  के लिए <math>(A \oplus B) \oplus C \cong A \oplus (B \oplus C)</math> । प्रत्यक्ष योग समरूपता तक [[विनिमेय|क्रमविनिमेय]] भी है, अर्थात एक ही तरह की किसी भी बीजगणितीय संरचना के लिए <math>A</math>, <math>B</math>, तथा <math>C</math> के लिए <math>A \oplus B \cong B \oplus A</math>


बारीकी से कई एबेलियन समूहों, वेक्टर रिक्त स्थान, या मॉड्यूल का प्रत्यक्ष योग संबंधित [[प्रत्यक्ष उत्पाद]] के लिए कैनोनिक रूप से आइसोमॉर्फिक है। हालांकि, यह कुछ बीजगणितीय वस्तुओं के लिए गलत है, जैसे कि गैर-अबेलियन समूह।
बहुत से एबेलियन समूहों, सदिश क्षेत्र, या मॉड्यूल का प्रत्यक्ष योग, संबंधित [[प्रत्यक्ष उत्पाद|प्रत्यक्ष गुणन]] के लिए प्रामाणिक रूप से समाकृतिक है। सामान्यतः, यह कुछ बीजगणितीय वस्तुओं के लिए गलत है, जैसे कि गैर-अबेलियन समूह।


ऐसे मामले में जहां असीमित रूप से कई वस्तुएं संयुक्त होती हैं, प्रत्यक्ष योग और प्रत्यक्ष उत्पाद आइसोमोर्फिक नहीं होते हैं, यहां तक ​​कि एबेलियन समूहों, वेक्टर रिक्त स्थान या मॉड्यूल के लिए भी। एक उदाहरण के रूप में, पूर्णांकों की अपरिमित रूप से अनेक प्रतियों के प्रत्यक्ष योग और प्रत्यक्ष गुणनफल पर विचार करें। प्रत्यक्ष उत्पाद में एक तत्व एक अनंत अनुक्रम है, जैसे (1,2,3,...) लेकिन प्रत्यक्ष योग में, एक आवश्यकता है कि सभी लेकिन बहुत से निर्देशांक शून्य हों, इसलिए अनुक्रम (1,2) ,3,...) प्रत्यक्ष उत्पाद का एक तत्व होगा, लेकिन प्रत्यक्ष योग का नहीं, जबकि (1,2,0,0,0,...) दोनों का एक तत्व होगा। अक्सर, यदि एक + चिह्न का उपयोग किया जाता है, तो बहुत से निर्देशांकों को छोड़कर सभी निर्देशांक शून्य होने चाहिए, जबकि यदि गुणन के किसी रूप का उपयोग किया जाता है, तो निश्चित रूप से बहुत से निर्देशांकों को छोड़कर सभी 1 होना चाहिए। अधिक तकनीकी भाषा में, यदि योगफल हैं <math>(A_i)_{i \in I}</math>, प्रत्यक्ष योग <math display="block">\bigoplus_{i \in I} A_i</math> tuples के सेट के रूप में परिभाषित किया गया है <math>(a_i)_{i \in I}</math> साथ <math>a_i \in A_i</math> ऐसा है कि <math>a_i=0</math> सभी के लिए लेकिन निश्चित रूप से बहुत से i. प्रत्यक्ष योग <math display="inline">\bigoplus_{i \in I} A_i</math> प्रत्यक्ष उत्पाद में निहित है <math display="inline">\prod_{i \in I} A_i</math>, लेकिन [[सूचकांक सेट]] होने पर सख्ती से छोटा होता है <math>I</math> अनंत है, क्योंकि प्रत्यक्ष उत्पाद के एक तत्व में असीम रूप से कई अशून्य निर्देशांक हो सकते हैं।<ref>[[Thomas W. Hungerford]], ''Algebra'', p.60, Springer, 1974, {{ISBN|0387905189}}</ref>
ऐसे स्थिति में जहाँ असीमित रूप से अनेक वस्तुएं संयुक्त होती हैं, प्रत्यक्ष योग और प्रत्यक्ष गुणन समाकृतिक नहीं होते हैं, यहाँ तक ​​कि एबेलियन समूहों, सदिश क्षेत्र या मॉड्यूल के लिए भी समाकृतिक नहीं होते हैं। एक उदाहरण के रूप में, पूर्णांकों की अपरिमित रूप से अनेक प्रतियों के प्रत्यक्ष योग और प्रत्यक्ष गुणनफल पर विचार करें। प्रत्यक्ष गुणन में एक तत्व, एक अनंत अनुक्रम है जैसे (1,2,3,...) लेकिन प्रत्यक्ष योग में, एक आवश्यकता है कि सभी लेकिन बहुत से निर्देशांक शून्य हों, इसलिए अनुक्रम (1,2,3,...) प्रत्यक्ष गुणन का एक तत्व होगा, लेकिन प्रत्यक्ष योग का नहीं, जबकि (1,2,0,0,0,...) दोनों का एक तत्व होगा। अधिकांशतः, यदि एक + चिह्न का उपयोग किया जाता है, तो बहुत से निर्देशांकों को छोड़कर सभी निर्देशांक शून्य होने चाहिए, जबकि यदि गुणन के किसी रूप का उपयोग किया जाता है, तो निश्चित रूप से बहुत से निर्देशांकों को छोड़कर सभी 1 होना चाहिए। अधिक तकनीकी भाषा में, यदि योगफल <math>(A_i)_{i \in I}</math> हैं , तब प्रत्यक्ष योग <math display="block">\bigoplus_{i \in I} A_i</math>टुपल्स के सेट <math>(a_i)_{i \in I}</math> के रूप में परिभाषित किया गया है <math>a_i \in A_i</math> ऐसे कि <math>a_i=0</math> सभी लेकिन निश्चित रूप से बहुत से i के लिए। प्रत्यक्ष योग <math display="inline">\bigoplus_{i \in I} A_i</math> प्रत्यक्ष गुणन <math display="inline">\prod_{i \in I} A_i</math> में निहित है, लेकिन [[सूचकांक सेट]] होने पर सख्ती से छोटा होता है <math>I</math> अनंत है, क्योंकि प्रत्यक्ष गुणन के एक तत्व में असीम रूप से अनेक अशून्य निर्देशांक हो सकते हैं।<ref>[[Thomas W. Hungerford]], ''Algebra'', p.60, Springer, 1974, {{ISBN|0387905189}}</ref>




== उदाहरण ==
== उदाहरण ==
xy-प्लेन, एक द्वि-आयामी वेक्टर स्पेस, को दो एक-आयामी वेक्टर स्पेस, अर्थात् x और y अक्षों के प्रत्यक्ष योग के रूप में माना जा सकता है। इस प्रत्यक्ष योग में, x और y अक्ष केवल मूल बिंदु (शून्य सदिश) पर प्रतिच्छेद करते हैं। जोड़ को निर्देशांक-वार परिभाषित किया गया है, अर्थात <math>(x_1,y_1) + (x_2,y_2) = (x_1+x_2, y_1 + y_2)</math>, जो सदिश योग के समान है।
xy-तल, एक द्वि-आयामी सदिश क्षेत्र, को दो एक-आयामी सदिश क्षेत्र, अर्थात् x और y अक्षों के प्रत्यक्ष योग के रूप में माना जा सकता है। इस प्रत्यक्ष योग में, x और y अक्ष केवल मूल बिंदु (शून्य सदिश) पर प्रतिच्छेद करते हैं। जोड़ को निर्देशांक-के अनुसार परिभाषित किया गया है, अर्थात <math>(x_1,y_1) + (x_2,y_2) = (x_1+x_2, y_1 + y_2)</math>, जो सदिश योग के समान है।


दो संरचनाएं दी गई हैं <math>A</math> तथा <math>B</math>, उनका सीधा योग इस प्रकार लिखा जाता है <math>A\oplus B</math>. संरचनाओं के [[अनुक्रमित परिवार]] को देखते हुए <math>A_i</math>, के साथ अनुक्रमित <math>i \in I</math>, प्रत्यक्ष योग लिखा जा सकता है <math display="inline"> A=\bigoplus_{i\in I}A_i</math>. प्रत्येक <sub>i</sub>A का 'प्रत्यक्ष योग' कहा जाता है। यदि सूचकांक सेट परिमित है, तो प्रत्यक्ष योग प्रत्यक्ष उत्पाद के समान होता है। समूहों के मामले में, यदि समूह संचालन के रूप में लिखा गया है <math>+</math> वाक्यांश प्रत्यक्ष योग का उपयोग किया जाता है, जबकि यदि समूह संचालन लिखा जाता है <math>*</math> प्रत्यक्ष उत्पाद वाक्यांश का उपयोग किया जाता है। जब इंडेक्स सेट अनंत होता है, तो प्रत्यक्ष योग प्रत्यक्ष उत्पाद के समान नहीं होता है क्योंकि प्रत्यक्ष योग की अतिरिक्त आवश्यकता होती है कि सभी लेकिन अंतत: कई निर्देशांक शून्य होने चाहिए।
दो संरचनाएं <math>A</math> तथा <math>B</math> दी गई हैं, उनका प्रत्यक्ष योग <math>A\oplus B</math> प्रकार से लिखा जाता है। संरचनाओं के [[अनुक्रमित परिवार]] <math>A_i</math> को देखते हुए, <math>i \in I</math> प्रत्यक्ष योग <math display="inline"> A=\bigoplus_{i\in I}A_i</math> लिखा जा सकता है। प्रत्येक ''A<sub>i</sub>'' को  ''A का''  'प्रत्यक्ष योग' कहा जाता है। यदि सूचकांक सेट सीमित है, तो प्रत्यक्ष योग, प्रत्यक्ष गुणन के समान होता है। समूहों के विषय में, यदि समूह संचालन <math>+</math> के रूप में लिखा गया है, तो प्रत्यक्ष योग का उपयोग किया जाता है, जबकि यदि समूह संचालन <math>*</math> लिखा जाता है  प्रत्यक्ष गुणन वाक्यांश का उपयोग किया जाता है। जब सूचकांक सेट अनंत होता है, तो प्रत्यक्ष योग, प्रत्यक्ष गुणन के समान नहीं होता है क्योंकि प्रत्यक्ष योग की अतिरिक्त आवश्यकता होती है कि सभी लेकिन अंतत: अनेक निर्देशांक शून्य होने चाहिए।


=== आंतरिक और बाह्य प्रत्यक्ष रकम ===
=== आंतरिक और बाह्य प्रत्यक्ष योग ===


आंतरिक और बाह्य प्रत्यक्ष योगों के बीच एक भेद किया जाता है, हालांकि दोनों तुल्याकारी हैं। यदि योग को पहले परिभाषित किया जाता है, और फिर योग के संदर्भ में प्रत्यक्ष योग को परिभाषित किया जाता है, तो हमारे पास बाहरी प्रत्यक्ष योग होता है। उदाहरण के लिए, यदि हम वास्तविक संख्याओं को परिभाषित करते हैं <math>\mathbb{R}</math> और फिर परिभाषित करें <math>\mathbb{R} \oplus \mathbb{R}</math> प्रत्यक्ष योग को बाह्य कहा जाता है।
आंतरिक और बाह्य प्रत्यक्ष योगों के बीच एक भेद किया जाता है, सामान्यतः दोनों तुल्याकारी हैं। यदि योग को पहले परिभाषित किया जाता है, और फिर योग के संदर्भ में प्रत्यक्ष योग को परिभाषित किया जाता है, तो हमारे पास बाहरी प्रत्यक्ष योग होता है। उदाहरण के लिए, यदि हम वास्तविक संख्याओं को परिभाषित करते हैं <math>\mathbb{R}</math> और फिर परिभाषित करें <math>\mathbb{R} \oplus \mathbb{R}</math> प्रत्यक्ष योग को बाह्य कहा जाता है।


यदि, दूसरी ओर, हम पहले कुछ बीजगणितीय संरचना को परिभाषित करते हैं <math>S</math> और फिर लिखो <math>S</math> दो अवसंरचनाओं के प्रत्यक्ष योग के रूप में <math>V</math> तथा <math>W</math>, तो प्रत्यक्ष योग को आंतरिक कहा जाता है। इस मामले में, के प्रत्येक तत्व <math>S</math> के एक तत्व के बीजगणितीय संयोजन के रूप में विशिष्ट रूप से व्यक्त किया जा सकता है <math>V</math> और का एक तत्व <math>W</math>. आंतरिक प्रत्यक्ष योग के उदाहरण के लिए, विचार करें <math>\mathbb Z_6</math> (पूर्णांक मॉड्यूल छह), जिनके तत्व हैं <math>\{0, 1, 2, 3, 4, 5\}</math>. यह आंतरिक प्रत्यक्ष योग के रूप में व्यक्त किया जा सकता है <math>\mathbb Z_6 = \{0, 2, 4\} \oplus \{0, 3\}</math>.
यदि, दूसरी ओर, हम पहले कुछ बीजगणितीय संरचना को परिभाषित करते हैं <math>S</math> और फिर लिखो <math>S</math> दो अवसंरचनाओं के प्रत्यक्ष योग के रूप में <math>V</math> तथा <math>W</math>, तो प्रत्यक्ष योग को आंतरिक कहा जाता है। इस मामले में, के प्रत्येक तत्व <math>S</math> के एक तत्व के बीजगणितीय संयोजन के रूप में विशिष्ट रूप से व्यक्त किया जा सकता है <math>V</math> और का एक तत्व <math>W</math>. आंतरिक प्रत्यक्ष योग के उदाहरण के लिए, विचार करें <math>\mathbb Z_6</math> (पूर्णांक मॉड्यूल छह), जिनके तत्व हैं <math>\{0, 1, 2, 3, 4, 5\}</math>. यह आंतरिक प्रत्यक्ष योग <math>\mathbb Z_6 = \{0, 2, 4\} \oplus \{0, 3\}</math> के रूप में व्यक्त किया जा सकता है .


== प्रत्यक्ष योग के प्रकार ==
== प्रत्यक्ष योग के प्रकार ==


=== एबेलियन समूहों का प्रत्यक्ष योग ===
=== एबेलियन समूहों का प्रत्यक्ष योग ===
{{Main|Direct product of groups}}
{{Main|एबेलियन समूहों का प्रत्यक्ष योग}}
एबेलियन समूहों का प्रत्यक्ष योग प्रत्यक्ष योग का एक प्रोटोटाइपिक उदाहरण है। ऐसे दो समूह दिए गए हैं (गणित) <math>(A, \circ)</math> तथा <math>(B, \bullet),</math> उनका सीधा योग <math>A \oplus B</math> समूहों के उनके प्रत्यक्ष उत्पाद के समान है। यही है, अंतर्निहित सेट कार्टेशियन उत्पाद है <math>A \times B</math> और समूह संचालन <math>\,\cdot\,</math> घटक-वार परिभाषित किया गया है:
 
<math display=block>\left(a_1, b_1\right) \cdot \left(a_2, b_2\right) = \left(a_1 \circ a_2, b_1 \bullet b_2\right).</math>
एबेलियन समूहों का प्रत्यक्ष योग, प्रत्यक्ष योग का एक प्रोटोटाइपिक उदाहरण है। ऐसे ही दिए गए दो समूहो <math>(A, \circ)</math> तथा <math>(B, \bullet),</math>के लिए उनका प्रत्यक्ष योग <math>A \oplus B</math> समूहों के प्रत्यक्ष गुणन के समान है। यही है, अंतर्निहित सेट कार्तीय गुणन <math>A \times B</math> है और समूह संचालन <math>\,\cdot\,</math>घटक के अनुसार परिभाषित किया गया है:<math display=block>\left(a_1, b_1\right) \cdot \left(a_2, b_2\right) = \left(a_1 \circ a_2, b_1 \bullet b_2\right).</math>यह परिभाषा सीधे तौर पर बहुत से एबेलियन समूहों के योगों का सामान्यीकरण करती है।
यह परिभाषा सीधे तौर पर बहुत से एबेलियन समूहों के योगों का सामान्यीकरण करती है।
 
<math>i \in I</math> द्वारा अनुक्रमित, समूहों के एक यादृच्छिक परिवार <math>A_i</math> के लिए, उनका {{em|प्रत्यक्ष योग}} <ref name=nLabDirectSum/>
<math display=block>\bigoplus_{i \in I} A_i</math>प्रत्यक्ष गुणन का [[उपसमूह]] है जिसमें तत्व <math display="inline">\left(a_i\right)_{i \in I} \in \prod_{i \in I} A_i</math> होते हैं  जिनके पास [[समर्थन (गणित)|सीमित समर्थन]] है, जहाँ परिभाषा के अनुसार, <math>\left(a_i\right)_{i \in I}</math>  को सीमित समर्थन कहा जाता है यदि सभी के लिए लेकिन निश्चित रूप से बहुत से <math>i.</math> के लिए <math>a_i</math>, <math>A_i</math> का पहचान तत्व है।<ref>Joseph J. Rotman, ''The Theory of Groups: an Introduction'', p. 177, Allyn and Bacon, 1965</ref> गैर-तुच्छ समूहों के एक अनंत परिवार <math>\left(A_i\right)_{i \in I}</math> का प्रत्यक्ष योग,  गुणन समूह <math display="inline">\prod_{i \in I} A_i.</math>का [[उचित उपसमूह]] होता है।


समूहों के एक मनमानी परिवार के लिए <math>A_i</math> द्वारा अनुक्रमित <math>i \in I,</math> उनका {{em|direct sum}}<ref name=nLabDirectSum/>
<math display=block>\bigoplus_{i \in I} A_i</math>
प्रत्यक्ष उत्पाद का [[उपसमूह]] है जिसमें तत्व होते हैं <math display="inline">\left(a_i\right)_{i \in I} \in \prod_{i \in I} A_i</math> जिनके पास परिमित [[समर्थन (गणित)]] है, जहाँ परिभाषा के अनुसार, <math>\left(a_i\right)_{i \in I}</math> कहा जाता है {{em|finite support}} यदि <math>a_i</math> का पहचान तत्व है <math>A_i</math> सभी के लिए लेकिन निश्चित रूप से बहुत से <math>i.</math><ref>Joseph J. Rotman, ''The Theory of Groups: an Introduction'', p. 177, Allyn and Bacon, 1965</ref> एक अनंत परिवार का प्रत्यक्ष योग <math>\left(A_i\right)_{i \in I}</math> गैर-तुच्छ समूहों की संख्या उत्पाद समूह का [[उचित उपसमूह]] है <math display="inline">\prod_{i \in I} A_i.</math>




=== मॉड्यूल का प्रत्यक्ष योग ===
=== मॉड्यूल का प्रत्यक्ष योग ===
{{main|Direct sum of modules}}
{{main|मॉड्यूल का प्रत्यक्ष योग}}
मॉड्यूल का सीधा योग एक निर्माण है जो कई मॉड्यूल (गणित) को एक नए मॉड्यूल में जोड़ता है।


इस निर्माण के सबसे परिचित उदाहरण वेक्टर रिक्त स्थान पर विचार करते समय होते हैं, जो एक फ़ील्ड (गणित) पर मॉड्यूल होते हैं। निर्माण को [[बनच स्थान]]ों और हिल्बर्ट स्थानों तक भी बढ़ाया जा सकता है।
मॉड्यूल का प्रत्यक्ष योग एक निर्माण है जो अनेक मॉड्यूल (गणित) को एक नए मॉड्यूल में जोड़ता है।
 
इस निर्माण के सबसे परिचित उदाहरण सदिश क्षेत्र पर विचार करते समय होते हैं, जो एक फ़ील्ड (गणित) पर मॉड्यूल होते हैं। निर्माण को [[बनच स्थान|बनच स्थानों]] और हिल्बर्ट स्थानों तक भी बढ़ाया जा सकता है।


=== श्रेणियों में प्रत्यक्ष योग ===
=== श्रेणियों में प्रत्यक्ष योग ===
{{Main|Coproduct}}
{{Main|कोप्रोडक्ट}}
एक [[योजक श्रेणी]] मॉड्यूल की श्रेणी के गुणों का एक सार है।<ref>[http://www.math.jussieu.fr/~schapira/lectnotes/HomAl.pdf "p.45"]</ref><ref>{{Cite web|url=http://www.princeton.edu/~hhalvors/aqft.pdf| title=अनुबंध| access-date=2014-01-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20060917010409/http://www.princeton.edu/~hhalvors/aqft.pdf| archive-date=2006-09-17|url-status=dead}}</ref> ऐसी श्रेणी में, परिमित उत्पाद और सह-उत्पाद सहमत होते हैं और प्रत्यक्ष योग उनमें से कोई एक होता है, cf. [[द्विउत्पाद]]।
एक [[योजक श्रेणी]] मॉड्यूल की श्रेणी के गुणों का एक सार है।<ref>[http://www.math.jussieu.fr/~schapira/lectnotes/HomAl.pdf "p.45"]</ref><ref>{{Cite web|url=http://www.princeton.edu/~hhalvors/aqft.pdf| title=अनुबंध| access-date=2014-01-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20060917010409/http://www.princeton.edu/~hhalvors/aqft.pdf| archive-date=2006-09-17|url-status=dead}}</ref> ऐसी श्रेणी में, परिमित गुणन और सह-गुणन सहमत होते हैं और प्रत्यक्ष योग उनमें से कोई एक होता है, cf. [[द्विउत्पाद|द्विगुणन]]।


सामान्य मामला:<ref name=nLabDirectSum>{{nlab|id=direct+sum|title=Direct Sum}}</ref>
सामान्य स्थिति : <ref name=nLabDirectSum>{{nlab|id=direct+sum|title=Direct Sum}}</ref>[[श्रेणी सिद्धांत]] में {{visible anchor|प्रत्यक्ष योग|Categorical direct sum}} अधिकांशतः, लेकिन हमेशा नहीं, प्रश्न में गणितीय वस्तुओं की [[श्रेणी (गणित)|श्रेणी]] में अनुत्पादक होता है। उदाहरण के लिए, एबेलियन समूहों की श्रेणी में, प्रत्यक्ष योग एक सह-गुणन है। यह मॉड्यूल की श्रेणी में भी सही है।
[[श्रेणी सिद्धांत]] में {{visible anchor|direct sum|Categorical direct sum}} अक्सर, लेकिन हमेशा नहीं, प्रश्न में गणितीय वस्तुओं की [[श्रेणी (गणित)]] में अनुत्पादक होता है। उदाहरण के लिए, एबेलियन समूहों की श्रेणी में, प्रत्यक्ष योग एक सह-उत्पाद है। यह मॉड्यूल की श्रेणी में भी सही है।


==== समूहों की श्रेणी में सीधे रकम बनाम सह-उत्पाद ====
==== समूहों की श्रेणी में प्रत्यक्ष योग बनाम सह-गुणन ====


हालाँकि, प्रत्यक्ष राशि <math>S_3 \oplus \Z_2</math> (एबेलियन समूहों के प्रत्यक्ष योग के समान परिभाषित) है {{em|not}} समूहों का एक उत्पाद <math>S_3</math> तथा <math>\Z_2</math> [[समूहों की श्रेणी]] में।<ref>{{Cite web| url=https://planetmath.org/counterexamplesforproductsandcoproduct | title=उत्पादों और प्रतिउत्पाद के लिए प्रति उदाहरण|access-date=2021-07-23 | work=Planetmath}}</ref> तो इस श्रेणी के लिए, किसी भी संभावित भ्रम से बचने के लिए एक स्पष्ट प्रत्यक्ष योग को अक्सर एक सह-उत्पाद कहा जाता है।
चूंकि, प्रत्यक्ष योग <math>S_3 \oplus \Z_2</math> (एबेलियन समूहों के प्रत्यक्ष योग के समान परिभाषित) है समूहों का एक गुणन <math>S_3</math> तथा <math>\Z_2</math> [[समूहों की श्रेणी]] में।<ref>{{Cite web| url=https://planetmath.org/counterexamplesforproductsandcoproduct | title=उत्पादों और प्रतिउत्पाद के लिए प्रति उदाहरण|access-date=2021-07-23 | work=Planetmath}}</ref> तो इस श्रेणी के लिए, किसी भी संभावित भ्रम से बचने के लिए एक स्पष्ट प्रत्यक्ष योग को अधिकांशतः एक सह-गुणन कहा जाता है।


=== समूह अभ्यावेदन का प्रत्यक्ष योग ===
=== समूह प्रतिनिधित्व का प्रत्यक्ष योग ===
{{See also|Representation theory of finite groups#Direct sum of representations}}
{{See also|सीमित समूहों का प्रतिनिधित्व सिद्धांत# प्रतिनिधित्व का प्रत्यक्ष योग}}
समूह अभ्यावेदन का प्रत्यक्ष योग अंतर्निहित मॉड्यूल (गणित) के मॉड्यूल के प्रत्यक्ष योग को सामान्यीकृत करता है, इसमें एक [[समूह क्रिया (गणित)]] जोड़ता है। विशेष रूप से, एक समूह (गणित) दिया गया <math>G</math> और दो [[समूह प्रतिनिधित्व]] <math>V</math> तथा <math>W</math> का <math>G</math> (या, अधिक आम तौर पर, दो जी-मॉड्यूल |<math>G</math>-मॉड्यूल), अभ्यावेदन का प्रत्यक्ष योग है <math>V \oplus W</math> की क्रिया के साथ <math>g \in G</math> दिए गए घटक-वार, अर्थात्,
 
समूह प्रतिनिधित्व का प्रत्यक्ष योग अंतर्निहित मॉड्यूल (गणित) के मॉड्यूल के प्रत्यक्ष योग को सामान्यीकृत करता है, इसमें एक [[समूह क्रिया (गणित)]] जोड़ता है। विशेष रूप से, एक समूह दिया गया <math>G</math> और दो [[समूह प्रतिनिधित्व]] <math>V</math> तथा <math>W</math> का <math>G</math> (या, अधिक सामान्यतः, दो <math>G</math>-मॉड्यूल |<math>G</math>-मॉड्यूल), प्रतिनिधित्व का प्रत्यक्ष योग है <math>V \oplus W</math> की क्रिया के साथ <math>g \in G</math> दिए गए घटक-के अनुसार, अर्थात्,
<math display="block">g \cdot (v, w) = (g \cdot v, g \cdot w).</math>
<math display="block">g \cdot (v, w) = (g \cdot v, g \cdot w).</math>
प्रत्यक्ष योग को परिभाषित करने का एक अन्य समतुल्य तरीका इस प्रकार है:
प्रत्यक्ष योग को परिभाषित करने का एक अन्य समतुल्य तरीका इस प्रकार है:


दो अभ्यावेदन दिए <math>(V, \rho_V)</math> तथा <math>(W, \rho_W)</math> प्रत्यक्ष योग का वेक्टर स्थान है <math>V \oplus W</math> और समरूपता <math>\rho_{V \oplus W}</math> द्वारा दिया गया है <math>\alpha \circ (\rho_V \times \rho_W),</math> कहाँ पे <math>\alpha: GL(V) \times GL(W) \to GL(V \oplus W)</math> उपरोक्तानुसार समन्वय-वार क्रिया द्वारा प्राप्त प्राकृतिक मानचित्र है।
दो दिए गए प्रतिनिधित्व  <math>(V, \rho_V)</math> तथा <math>(W, \rho_W)</math> प्रत्यक्ष योग का सदिश स्थान <math>V \oplus W</math> है  और समरूपता <math>\rho_{V \oplus W}</math> द्वारा दिया गया है <math>\alpha \circ (\rho_V \times \rho_W),</math> जहाँ <math>\alpha: GL(V) \times GL(W) \to GL(V \oplus W)</math> उपरोक्तानुसार समन्वय-वार क्रिया द्वारा प्राप्त प्राकृतिक मानचित्र है।


इसके अलावा, अगर <math>V,\,W</math> परिमित आयामी हैं, फिर, का आधार दिया गया है <math>V,\,W</math>, <math>\rho_V</math> तथा <math>\rho_W</math> मैट्रिक्स-मूल्यवान हैं। इस मामले में, <math>\rho_{V \oplus W}</math> के रूप में दिया जाता है
इसके अतिरिक्त, यदि <math>V,\,W</math> सीमित आयामी हैं, तब फिर दिए गए आधार पर  <math>V,\,W</math>, <math>\rho_V</math> तथा <math>\rho_W</math> आव्यूह-मूल्यवान हैं। इस स्थिति में, <math>\rho_{V \oplus W}</math> निम्न रूप में दिया जाता है
<math display="block">g \mapsto \begin{pmatrix}\rho_V(g) & 0 \\ 0 & \rho_W(g)\end{pmatrix}.</math>
<math display="block">g \mapsto \begin{pmatrix}\rho_V(g) & 0 \\ 0 & \rho_W(g)\end{pmatrix}.</math>
इसके अलावा, अगर हम इलाज करते हैं <math>V</math> तथा <math>W</math> समूह रिंग पर मॉड्यूल के रूप में <math>kG</math>, कहाँ पे <math>k</math> क्षेत्र है, तो अभ्यावेदन का प्रत्यक्ष योग <math>V</math> तथा <math>W</math> उनके प्रत्यक्ष योग के बराबर है <math>kG</math> मॉड्यूल।
इसके अतिरिक्त, यदि हम समूह रिंग <math>kG</math> पर <math>V</math> तथा <math>W</math> को मॉड्यूल के रूप में लेते है, जहाँ पर <math>k</math> क्षेत्र है, तो प्रतिनिधित्व <math>V</math> तथा <math>W</math> का प्रत्यक्ष योग उनके प्रत्यक्ष <math>kG</math> मॉड्यूल योग के बराबर होता है।
 
=== वलयो का प्रत्यक्ष योग ===
{{main|वलयो का गुणन}}
 
कुछ लेखक दो वलयो के प्रत्यक्ष योग <math>R \oplus S</math> की बात करेंगे, जब उनका अभिप्राय प्रत्यक्ष गुणन <math>R \times S</math> से है, लेकिन इसे अनदेखा करना चाहिए<ref>[https://math.stackexchange.com/q/345501 Math StackExchange] on direct sum of rings vs. direct product of rings.</ref> जैसा कि <math>R \times S</math>, <math>R</math> तथा <math>S</math> से प्राकृतिक वलय समरूपता प्राप्त नहीं करता है: विशेष रूप से, मानचित्र <math>R \to R \times S</math> , <math>r</math> को <math>(r, 0)</math> पर भेजना रिंग समरूपता नहीं है क्योंकि यह 1 को <math>(1, 1)</math>में भेजने पर विफल रहता है (ऐसा मानते हुए <math>0 \neq 1</math> में <math>S</math>). इस प्रकार <math>R \times S</math> [[अंगूठियों की श्रेणी|वलयो की श्रेणी]] में प्रतिगुणन नहीं है, और इसे प्रत्यक्ष योग के रूप में नहीं लिखा जाना चाहिए। (कम्यूटेटिव रिंग्स की श्रेणी में कोप्रोडक्ट वलय का प्रदिश गुणन है।<ref>{{harvnb|Lang|2002}}, section I.11</ref> वलयो की श्रेणी में, प्रतिगुणन समूहों के मुक्त गुणन के समान निर्माण द्वारा दिया जाता है।)


=== अंगूठियों का प्रत्यक्ष योग ===
प्रत्यक्ष योग शब्दावली और संकेतन का उपयोग विशेष रूप से तब समस्याग्रस्त होता है जब वलयो के अनंत परिवारों के साथ व्यवहार किया जाता है: यदि <math>(R_i)_{i \in I}</math> गैर-तुच्छ वलयो का एक अनंत संग्रह है, तो अंतर्निहित योज्य समूहों का प्रत्यक्ष योग शब्दवार गुणन से सुसज्जित किया जा सकता है, लेकिन यह एक rng  उत्पन्न करता है, जो कि गुणक पहचान के बिना एक वलय है।
{{main|Product of rings}}
कुछ लेखक प्रत्यक्ष योग की बात करेंगे <math>R \oplus S</math> दो छल्लों का जब उनका मतलब प्रत्यक्ष उत्पाद से है <math>R \times S</math>, लेकिन इससे बचना चाहिए<ref>[https://math.stackexchange.com/q/345501 Math StackExchange] on direct sum of rings vs. direct product of rings.</ref> जबसे <math>R \times S</math> से प्राकृतिक वलय समरूपता प्राप्त नहीं करता है <math>R</math> तथा <math>S</math>: विशेष रूप से, मानचित्र <math>R \to R \times S</math> भेजना <math>r</math> प्रति <math>(r, 0)</math> रिंग समरूपता नहीं है क्योंकि यह 1 को भेजने में विफल रहता है <math>(1, 1)</math> (ऐसा मानते हुए <math>0 \neq 1</math> में <math>S</math>). इस प्रकार <math>R \times S</math> [[अंगूठियों की श्रेणी]] में प्रतिउत्पाद नहीं है, और इसे प्रत्यक्ष योग के रूप में नहीं लिखा जाना चाहिए। (कम्यूटेटिव रिंग्स की श्रेणी में कोप्रोडक्ट रिंग्स का टेंसर उत्पाद है।<ref>{{harvnb|Lang|2002}}, section I.11</ref> अंगूठियों की श्रेणी में, प्रतिउत्पाद समूहों के मुक्त उत्पाद के समान निर्माण द्वारा दिया जाता है।)


प्रत्यक्ष योग शब्दावली और संकेतन का उपयोग विशेष रूप से तब समस्याग्रस्त होता है जब छल्ले के अनंत परिवारों के साथ व्यवहार किया जाता है: यदि <math>(R_i)_{i \in I}</math> गैर-तुच्छ छल्लों का एक अनंत संग्रह है, तो अंतर्निहित योज्य समूहों का प्रत्यक्ष योग शब्दवार गुणन से सुसज्जित किया जा सकता है, लेकिन यह एक rng (बीजगणित) उत्पन्न करता है, जो कि गुणक पहचान के बिना एक वलय है।
=== आव्यूह का प्रत्यक्ष योग ===
{{See also|मैट्रिक्स का जोड़#प्रत्यक्ष योग}}


=== मेट्रिसेस का प्रत्यक्ष योग ===
किसी भी यादृच्छिक आव्यूह <math>\mathbf{A}</math> तथा <math>\mathbf{B}</math> के लिए  प्रत्यक्ष योग <math>\mathbf{A} \oplus \mathbf{B}</math> ,<math>\mathbf{A}</math> तथा <math>\mathbf{B}</math> के ब्लॉक विकर्ण आव्यूह के रूप में परिभाषित किया गया है यदि दोनों वर्ग आव्यूह हैं (और एक समान [[ब्लॉक मैट्रिक्स|ब्लॉक आव्यूह]] के लिए, यदि नहीं)।
{{See also|Matrix addition#Direct sum}}
किसी भी मनमाना मैट्रिक्स के लिए <math>\mathbf{A}</math> तथा <math>\mathbf{B}</math>, प्रत्यक्ष योग <math>\mathbf{A} \oplus \mathbf{B}</math> के ब्लॉक मैट्रिक्स#ब्लॉक विकर्ण मैट्रिक्स के रूप में परिभाषित किया गया है <math>\mathbf{A}</math> तथा <math>\mathbf{B}</math> यदि दोनों वर्ग मैट्रिक्स हैं (और एक समान [[ब्लॉक मैट्रिक्स]] के लिए, यदि नहीं)।
<math display=block>\mathbf{A} \oplus \mathbf{B} = \begin{bmatrix}
<math display=block>\mathbf{A} \oplus \mathbf{B} = \begin{bmatrix}
\mathbf{A} & 0          \\
\mathbf{A} & 0          \\
Line 79: Line 81:




=== टोपोलॉजिकल वेक्टर स्पेस का प्रत्यक्ष योग ===
=== टोपोलॉजिकल सदिश क्षेत्र का प्रत्यक्ष योग ===
{{Main|Complemented subspace|Direct sum of topological groups}}
{{Main|पूरक उपक्षेत्र|टोपोलॉजिकल समूहों का प्रत्यक्ष योग}}
एक [[टोपोलॉजिकल वेक्टर स्पेस]] (टीवीएस) <math>X,</math> जैसे बनच स्थान, कहा जाता है {{em|[[topological direct sum]]}} दो सदिश उपसमष्टियों का <math>M</math> तथा <math>N</math> यदि अतिरिक्त मानचित्र
एक [[टोपोलॉजिकल वेक्टर स्पेस|टोपोलॉजिकल सदिश क्षेत्र]] (TVS) <math>X,</math> जैसे बनच क्षेत्र, को दो सदिश उप-क्षेत्र <math>M</math> तथा <math>N</math> का {{em|[[टोपोलॉजिकल प्रत्यक्ष योग]]}} कहा जाता है यदि अतिरिक्त मानचित्र  
<math display=block>\begin{alignat}{4}
<math display=block>\begin{alignat}{4}
\  \;&& M \times N &&\;\to    \;& X \\[0.3ex]
\  \;&& M \times N &&\;\to    \;& X \\[0.3ex]
     && (m, n) &&\;\mapsto\;& m + n \\
     && (m, n) &&\;\mapsto\;& m + n \\
\end{alignat}</math>
\end{alignat}</math> टोपोलॉजिकल सदिश क्षेत्रो का [[टीवीएस-समरूपता|समाकृतिक]] है (जिसका अर्थ है कि यह रेखीय नक्शा एक [[द्विभाजन]] [[होमियोमोर्फिज्म]] है), इस स्थिति में <math>M</math> तथा <math>N</math> को <math>X.</math>में {{em|टोपोलॉजिकल पूरक}}  कहा जाता है। यह सच है यदि और केवल यदि  इसे [[योगात्मक समूह]] [[टोपोलॉजिकल समूह|टोपोलॉजिकल समूहों]] (इसलिए अदिश गुणन को अनदेखा किया जाता है) के रूप में माना जाता है, <math>X</math> टोपोलॉजिकल उपसमूहों <math>M</math> तथा <math>N</math> का टोपोलॉजिकल [[सामयिक समूहों का प्रत्यक्ष योग|प्रत्यक्ष योग]] है यदि ऐसा है और यदि <math>X</math> हौसडॉर्फ है तो <math>M</math> तथा <math>N</math> आवश्यक रूप से <math>X.</math>के [[बंद सेट|बंद]] उप-स्थान हैं। 
एक [[टीवीएस-समरूपता]] है (जिसका अर्थ है कि यह रेखीय नक्शा एक [[द्विभाजन]] [[होमियोमोर्फिज्म]] है), इस मामले में <math>M</math> तथा <math>N</math> कहा जाता है {{em|topological complements}} में <math>X.</math> यह सच है अगर और केवल अगर [[योगात्मक समूह]] [[टोपोलॉजिकल समूह]]ों के रूप में माना जाता है (इसलिए स्केलर गुणन को अनदेखा किया जाता है), <math>X</math> [[सामयिक समूहों का प्रत्यक्ष योग]] है <math>M</math> तथा <math>N.</math> यदि ऐसा है और यदि है <math>X</math> हौसडॉर्फ अंतरिक्ष है तो <math>M</math> तथा <math>N</math> आवश्यक रूप से [[बंद सेट]] उप-स्थान हैं <math>X.</math> यदि <math>M</math> एक वास्तविक या जटिल सदिश समष्टि की एक सदिश उपसमष्टि है <math>X</math> तो वहाँ हमेशा एक और वेक्टर उप-स्थान मौजूद होता है <math>N</math> का <math>X,</math> एक कहा जाता है {{em|algebraic complement of <math>M</math> in <math>X,</math>}} ऐसा है कि <math>X</math> है {{em|algebraic direct sum}} का <math>M</math> तथा <math>N</math> (जो तब होता है जब और केवल अगर अतिरिक्त मानचित्र <math>M \times N \to X</math> एक [[वेक्टर अंतरिक्ष समरूपता]] है)।
बीजगणितीय प्रत्यक्ष योगों के विपरीत, इस तरह के पूरक के अस्तित्व की अब टोपोलॉजिकल प्रत्यक्ष योगों के लिए गारंटी नहीं है।


एक वेक्टर उप-स्थान <math>M</math> का <math>X</math> कहा जाता है ({{em|topologically}}) {{em|[[complemented subspace]] of <math>X</math>}} अगर वहाँ कुछ वेक्टर उप-स्थान मौजूद है <math>N</math> का <math>X</math> ऐसा है कि <math>X</math> का सामयिक प्रत्यक्ष योग है <math>M</math> तथा <math>N.</math> एक वेक्टर उप-स्थान कहा जाता है {{em|uncomplemented}} अगर यह एक पूरक उप-स्थान नहीं है।
यदि <math>M</math>, एक वास्तविक या कोम्प्लेक्स्स सदिश क्षेत्र <math>X</math> का एक सदिश उप-क्षेत्र है, तो वहाँ हमेशा <math>X</math> एक और उप-स्थान सदिश <math>N</math> उपस्थित होता है। जिसे <math>X</math> में <math>M</math> का एक बीजगणितीय पूरक कहा जाता है। ऐसा कि <math>X</math>, <math>M</math> तथा <math>N</math>  {{em|बीजगणितीय प्रत्यक्ष योग}} है। (जो केवल तब ही होता है जब अतिरिक्त मानचित्र <math>M \times N \to X</math> एक [[वेक्टर अंतरिक्ष समरूपता|सदिश अंतरिक्ष समरूपता]] होता है)।बीजगणितीय प्रत्यक्ष योगों के विपरीत, इस तरह के पूरक के अस्तित्व की अब टोपोलॉजिकल प्रत्यक्ष योगों के लिए गारंटी नहीं है।
उदाहरण के लिए, हौसडॉर्फ टीवीएस का प्रत्येक सदिश उपस्थान जो एक बंद उपसमुच्चय नहीं है, आवश्यक रूप से अपूर्ण है।
 
हिल्बर्ट स्पेस का प्रत्येक बंद वेक्टर सबस्पेस पूरक है।
<math>X</math> का एक सदिश उप-स्थान <math>M</math>, {{em|<math>X</math> का [[पूरक उपक्षेत्र]]  }}  कहा जाता है यदि वहाँ <math>X</math> के कुछ सदिश उप-स्थान <math>N</math> उपस्थित है वह भी इस प्रकार कि <math>X</math> , <math>M</math> का टोपोलॉजिकल प्रत्यक्ष योग है। एक सदिश उप-स्थान को  {{em|अपूर्ण}} कहा जाता है यदि यह एक पूरक उप-स्थान नहीं है। उदाहरण के लिए, हौसडॉर्फ TVS का प्रत्येक सदिश उपस्थान जो एक बंद उपसमुच्चय नहीं है, आवश्यक रूप से अपूर्ण है। हिल्बर्ट क्षेत्र का प्रत्येक बंद सदिश उप-क्षेत्र पूरक है। लेकिन हर बनच क्षेत्र जो कि हिल्बर्ट स्थान नहीं है, आवश्यक रूप से कुछ अपूर्ण बंद सदिश उप-स्थान रखता है।
लेकिन हर Banach स्थान जो कि हिल्बर्ट स्थान नहीं है, आवश्यक रूप से कुछ अपूर्ण बंद सदिश उप-स्थान रखता है।


== समरूपता ==
== समरूपता ==
{{clarify|date=February 2015| reason = the context is unclear}}
{{clarify|date=February 2015| reason = the context is unclear}}
प्रत्यक्ष योग <math display="inline">\bigoplus_{i \in I} A_i</math> [[प्रोजेक्शन (गणित)]] [[समरूपता]] से सुसज्जित है <math display="inline">\pi_j \colon \, \bigoplus_{i \in I} A_i \to A_j</math> I में प्रत्येक j के लिए और एक सहप्रक्षेपण <math display="inline">\alpha_j \colon \, A_j \to \bigoplus_{i \in I} A_i</math> I में प्रत्येक जे के लिए।<ref name=Heu26>{{cite book | title=श्रेणीबद्ध क्वांटम मॉडल और तर्क| series=Pallas Proefschriften | first=Chris | last=Heunen | publisher=Amsterdam University Press | year=2009 | isbn=978-9085550242 | page=26 }}</ref> एक और बीजगणितीय संरचना दी गई है <math>B</math> (समान अतिरिक्त संरचना के साथ) और समरूपता <math>g_j \colon A_j \to B</math> I में प्रत्येक j के लिए, एक अद्वितीय समरूपता है <math display="inline">g \colon \, \bigoplus_{i \in I} A_i \to B</math>, जी का योग कहा जाता है<sub>''j''</sub>, ऐसा है कि <math>g \alpha_j =g_j</math> सभी जे के लिए इस प्रकार प्रत्यक्ष योग उपयुक्त श्रेणी (गणित) में प्रतिफल है।
प्रत्यक्ष योग <math display="inline">\bigoplus_{i \in I} A_i</math>, I में प्रत्येक j के लिए  [[प्रोजेक्शन (गणित)|प्रोजेक्शन]] [[समरूपता]] <math display="inline">\pi_j \colon \, \bigoplus_{i \in I} A_i \to A_j</math> और I में प्रत्येक j के लिए एक सहप्रक्षेपण <math display="inline">\alpha_j \colon \, A_j \to \bigoplus_{i \in I} A_i</math> के साथ सुसज्जित रूप से प्राप्त होता है।  <ref name=Heu26>{{cite book | title=श्रेणीबद्ध क्वांटम मॉडल और तर्क| series=Pallas Proefschriften | first=Chris | last=Heunen | publisher=Amsterdam University Press | year=2009 | isbn=978-9085550242 | page=26 }}</ref> दी गयी एक अन्य बीजगणितीय संरचना <math>B</math>   (समान अतिरिक्त संरचना के साथ) और I में प्रत्येक j के लिए समरूपता <math>g_j \colon A_j \to B</math> के लिए, एक अद्वितीय समरूपता <math display="inline">g \colon \, \bigoplus_{i \in I} A_i \to B</math> है , जिसे ''g<sub>j</sub>'' का योग कहा जाता है, वह भी तब जब सभी j के लिए  <math>g \alpha_j =g_j</math> हो।  इस प्रकार प्रत्यक्ष योग उपयुक्त श्रेणी में प्रतिफल है।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
Line 102: Line 101:
* क्रमपरिवर्तन का प्रत्यक्ष योग
* क्रमपरिवर्तन का प्रत्यक्ष योग
* टोपोलॉजिकल समूहों का प्रत्यक्ष योग
* टोपोलॉजिकल समूहों का प्रत्यक्ष योग
*[[प्रतिबंधित उत्पाद]]
*[[प्रतिबंधित उत्पाद|प्रतिबंधित गुणन]]
* [[व्हिटनी राशि]]
* [[व्हिटनी राशि|व्हिटनी योग]]


==टिप्पणियाँ==
==टिप्पणियाँ==
Line 110: Line 109:
==संदर्भ==
==संदर्भ==
*{{Lang Algebra|edition=3r}}
*{{Lang Algebra|edition=3r}}
[[Category:सार बीजगणित]]


 
[[Category:All Wikipedia articles written in American English]]
[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category:All articles needing additional references]]
[[Category:Articles needing additional references from December 2013]]
[[Category:Articles with hatnote templates targeting a nonexistent page]]
[[Category:Articles with invalid date parameter in template]]
[[Category:Articles with short description]]
[[Category:CS1 français-language sources (fr)]]
[[Category:CS1 maint]]
[[Category:CS1 Ελληνικά-language sources (el)]]
[[Category:Citation Style 1 templates|W]]
[[Category:Collapse templates]]
[[Category:Created On 26/11/2022]]
[[Category:Created On 26/11/2022]]
[[Category:Machine Translated Page]]
[[Category:Navigational boxes| ]]
[[Category:Navigational boxes without horizontal lists]]
[[Category:Pages with script errors]]
[[Category:Short description with empty Wikidata description]]
[[Category:Sidebars with styles needing conversion]]
[[Category:Template documentation pages|Documentation/doc]]
[[Category:Templates Vigyan Ready]]
[[Category:Templates based on the Citation/CS1 Lua module]]
[[Category:Templates generating COinS|Cite web]]
[[Category:Templates generating microformats]]
[[Category:Templates that are not mobile friendly]]
[[Category:Templates used by AutoWikiBrowser|Cite web]]
[[Category:Templates using TemplateData]]
[[Category:Use American English from January 2019]]
[[Category:Wikipedia articles needing clarification from February 2015]]
[[Category:Wikipedia fully protected templates|Cite web]]
[[Category:Wikipedia metatemplates]]
[[Category:सार बीजगणित]]

Latest revision as of 17:43, 22 December 2022

प्रत्यक्ष योग, गणित की एक शाखा और अमूर्त बीजगणित में गणितीय संरचना के बीच का एक संचालन है। यह अलग-अलग प्रकार की संरचनाओं के लिए अलग-अलग, लेकिन समान रूप से परिभाषित किया गया है। अमूर्त बीजगणित में प्रत्यक्ष योग का उपयोग कैसे किया जाता है, यह देखने के लिए, अधिक प्रारंभिक संरचना, एबेलियन समूह पर विचार करें। दो एबेलियन समूहों तथा का प्रत्यक्ष योग एक दूसरा एबेलियन समूह होता है जिसमे क्रमित युग्म सम्मलित होता है : जहाँ तथा . क्रमित युग्मों को जोड़ने के लिए, हम योग को द्वारा परिभाषित करते हैं; दूसरे शब्दों में जोड़ को निर्देशांक के अनुसार परिभाषित किया गया है। उदाहरण के लिए, प्रत्यक्ष योग , जहाँ वास्तविक कार्तीय तल है, . इसी तरह की प्रक्रिया का उपयोग दो सदिश क्षेत्र या दो मॉड्यूल के प्रत्यक्ष योग के लिए किया जा सकता है।

हम किसी भी परिमित संख्या के जोड़ के साथ प्रत्यक्ष योग भी बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, , जहाँ पर तथा एक ही प्रकार की बीजगणितीय संरचनाएं हैं ( उदाहरण के लिए, सभी एबेलियन समूह, या सभी सदिश क्षेत्र )। यह इस तथ्य पर निर्भर करता है कि प्रत्यक्ष योग समरूपता तक साहचर्य है। वह है, एक ही तरह की किसी भी बीजगणितीय संरचना के लिए , , तथा के लिए । प्रत्यक्ष योग समरूपता तक क्रमविनिमेय भी है, अर्थात एक ही तरह की किसी भी बीजगणितीय संरचना के लिए , , तथा के लिए

बहुत से एबेलियन समूहों, सदिश क्षेत्र, या मॉड्यूल का प्रत्यक्ष योग, संबंधित प्रत्यक्ष गुणन के लिए प्रामाणिक रूप से समाकृतिक है। सामान्यतः, यह कुछ बीजगणितीय वस्तुओं के लिए गलत है, जैसे कि गैर-अबेलियन समूह।

ऐसे स्थिति में जहाँ असीमित रूप से अनेक वस्तुएं संयुक्त होती हैं, प्रत्यक्ष योग और प्रत्यक्ष गुणन समाकृतिक नहीं होते हैं, यहाँ तक ​​कि एबेलियन समूहों, सदिश क्षेत्र या मॉड्यूल के लिए भी समाकृतिक नहीं होते हैं। एक उदाहरण के रूप में, पूर्णांकों की अपरिमित रूप से अनेक प्रतियों के प्रत्यक्ष योग और प्रत्यक्ष गुणनफल पर विचार करें। प्रत्यक्ष गुणन में एक तत्व, एक अनंत अनुक्रम है जैसे (1,2,3,...) लेकिन प्रत्यक्ष योग में, एक आवश्यकता है कि सभी लेकिन बहुत से निर्देशांक शून्य हों, इसलिए अनुक्रम (1,2,3,...) प्रत्यक्ष गुणन का एक तत्व होगा, लेकिन प्रत्यक्ष योग का नहीं, जबकि (1,2,0,0,0,...) दोनों का एक तत्व होगा। अधिकांशतः, यदि एक + चिह्न का उपयोग किया जाता है, तो बहुत से निर्देशांकों को छोड़कर सभी निर्देशांक शून्य होने चाहिए, जबकि यदि गुणन के किसी रूप का उपयोग किया जाता है, तो निश्चित रूप से बहुत से निर्देशांकों को छोड़कर सभी 1 होना चाहिए। अधिक तकनीकी भाषा में, यदि योगफल हैं , तब प्रत्यक्ष योग

टुपल्स के सेट के रूप में परिभाषित किया गया है ऐसे कि सभी लेकिन निश्चित रूप से बहुत से i के लिए। प्रत्यक्ष योग प्रत्यक्ष गुणन में निहित है, लेकिन सूचकांक सेट होने पर सख्ती से छोटा होता है अनंत है, क्योंकि प्रत्यक्ष गुणन के एक तत्व में असीम रूप से अनेक अशून्य निर्देशांक हो सकते हैं।[1]


उदाहरण

xy-तल, एक द्वि-आयामी सदिश क्षेत्र, को दो एक-आयामी सदिश क्षेत्र, अर्थात् x और y अक्षों के प्रत्यक्ष योग के रूप में माना जा सकता है। इस प्रत्यक्ष योग में, x और y अक्ष केवल मूल बिंदु (शून्य सदिश) पर प्रतिच्छेद करते हैं। जोड़ को निर्देशांक-के अनुसार परिभाषित किया गया है, अर्थात , जो सदिश योग के समान है।

दो संरचनाएं तथा दी गई हैं, उनका प्रत्यक्ष योग प्रकार से लिखा जाता है। संरचनाओं के अनुक्रमित परिवार को देखते हुए, प्रत्यक्ष योग लिखा जा सकता है। प्रत्येक Ai को A का 'प्रत्यक्ष योग' कहा जाता है। यदि सूचकांक सेट सीमित है, तो प्रत्यक्ष योग, प्रत्यक्ष गुणन के समान होता है। समूहों के विषय में, यदि समूह संचालन के रूप में लिखा गया है, तो प्रत्यक्ष योग का उपयोग किया जाता है, जबकि यदि समूह संचालन लिखा जाता है प्रत्यक्ष गुणन वाक्यांश का उपयोग किया जाता है। जब सूचकांक सेट अनंत होता है, तो प्रत्यक्ष योग, प्रत्यक्ष गुणन के समान नहीं होता है क्योंकि प्रत्यक्ष योग की अतिरिक्त आवश्यकता होती है कि सभी लेकिन अंतत: अनेक निर्देशांक शून्य होने चाहिए।

आंतरिक और बाह्य प्रत्यक्ष योग

आंतरिक और बाह्य प्रत्यक्ष योगों के बीच एक भेद किया जाता है, सामान्यतः दोनों तुल्याकारी हैं। यदि योग को पहले परिभाषित किया जाता है, और फिर योग के संदर्भ में प्रत्यक्ष योग को परिभाषित किया जाता है, तो हमारे पास बाहरी प्रत्यक्ष योग होता है। उदाहरण के लिए, यदि हम वास्तविक संख्याओं को परिभाषित करते हैं और फिर परिभाषित करें प्रत्यक्ष योग को बाह्य कहा जाता है।

यदि, दूसरी ओर, हम पहले कुछ बीजगणितीय संरचना को परिभाषित करते हैं और फिर लिखो दो अवसंरचनाओं के प्रत्यक्ष योग के रूप में तथा , तो प्रत्यक्ष योग को आंतरिक कहा जाता है। इस मामले में, के प्रत्येक तत्व के एक तत्व के बीजगणितीय संयोजन के रूप में विशिष्ट रूप से व्यक्त किया जा सकता है और का एक तत्व . आंतरिक प्रत्यक्ष योग के उदाहरण के लिए, विचार करें (पूर्णांक मॉड्यूल छह), जिनके तत्व हैं . यह आंतरिक प्रत्यक्ष योग के रूप में व्यक्त किया जा सकता है .

प्रत्यक्ष योग के प्रकार

एबेलियन समूहों का प्रत्यक्ष योग

एबेलियन समूहों का प्रत्यक्ष योग, प्रत्यक्ष योग का एक प्रोटोटाइपिक उदाहरण है। ऐसे ही दिए गए दो समूहो तथा के लिए उनका प्रत्यक्ष योग समूहों के प्रत्यक्ष गुणन के समान है। यही है, अंतर्निहित सेट कार्तीय गुणन है और समूह संचालन घटक के अनुसार परिभाषित किया गया है:

यह परिभाषा सीधे तौर पर बहुत से एबेलियन समूहों के योगों का सामान्यीकरण करती है।

द्वारा अनुक्रमित, समूहों के एक यादृच्छिक परिवार के लिए, उनका प्रत्यक्ष योग [2]

प्रत्यक्ष गुणन का उपसमूह है जिसमें तत्व होते हैं जिनके पास सीमित समर्थन है, जहाँ परिभाषा के अनुसार, को सीमित समर्थन कहा जाता है यदि सभी के लिए लेकिन निश्चित रूप से बहुत से के लिए , का पहचान तत्व है।[3] गैर-तुच्छ समूहों के एक अनंत परिवार का प्रत्यक्ष योग, गुणन समूह का उचित उपसमूह होता है।


मॉड्यूल का प्रत्यक्ष योग

मॉड्यूल का प्रत्यक्ष योग एक निर्माण है जो अनेक मॉड्यूल (गणित) को एक नए मॉड्यूल में जोड़ता है।

इस निर्माण के सबसे परिचित उदाहरण सदिश क्षेत्र पर विचार करते समय होते हैं, जो एक फ़ील्ड (गणित) पर मॉड्यूल होते हैं। निर्माण को बनच स्थानों और हिल्बर्ट स्थानों तक भी बढ़ाया जा सकता है।

श्रेणियों में प्रत्यक्ष योग

एक योजक श्रेणी मॉड्यूल की श्रेणी के गुणों का एक सार है।[4][5] ऐसी श्रेणी में, परिमित गुणन और सह-गुणन सहमत होते हैं और प्रत्यक्ष योग उनमें से कोई एक होता है, cf. द्विगुणन

सामान्य स्थिति : [2]श्रेणी सिद्धांत में प्रत्यक्ष योग अधिकांशतः, लेकिन हमेशा नहीं, प्रश्न में गणितीय वस्तुओं की श्रेणी में अनुत्पादक होता है। उदाहरण के लिए, एबेलियन समूहों की श्रेणी में, प्रत्यक्ष योग एक सह-गुणन है। यह मॉड्यूल की श्रेणी में भी सही है।

समूहों की श्रेणी में प्रत्यक्ष योग बनाम सह-गुणन

चूंकि, प्रत्यक्ष योग (एबेलियन समूहों के प्रत्यक्ष योग के समान परिभाषित) है समूहों का एक गुणन तथा समूहों की श्रेणी में।[6] तो इस श्रेणी के लिए, किसी भी संभावित भ्रम से बचने के लिए एक स्पष्ट प्रत्यक्ष योग को अधिकांशतः एक सह-गुणन कहा जाता है।

समूह प्रतिनिधित्व का प्रत्यक्ष योग

समूह प्रतिनिधित्व का प्रत्यक्ष योग अंतर्निहित मॉड्यूल (गणित) के मॉड्यूल के प्रत्यक्ष योग को सामान्यीकृत करता है, इसमें एक समूह क्रिया (गणित) जोड़ता है। विशेष रूप से, एक समूह दिया गया और दो समूह प्रतिनिधित्व तथा का (या, अधिक सामान्यतः, दो -मॉड्यूल |-मॉड्यूल), प्रतिनिधित्व का प्रत्यक्ष योग है की क्रिया के साथ दिए गए घटक-के अनुसार, अर्थात्,

प्रत्यक्ष योग को परिभाषित करने का एक अन्य समतुल्य तरीका इस प्रकार है:

दो दिए गए प्रतिनिधित्व तथा प्रत्यक्ष योग का सदिश स्थान है और समरूपता द्वारा दिया गया है जहाँ उपरोक्तानुसार समन्वय-वार क्रिया द्वारा प्राप्त प्राकृतिक मानचित्र है।

इसके अतिरिक्त, यदि सीमित आयामी हैं, तब फिर दिए गए आधार पर , तथा आव्यूह-मूल्यवान हैं। इस स्थिति में, निम्न रूप में दिया जाता है

इसके अतिरिक्त, यदि हम समूह रिंग पर तथा को मॉड्यूल के रूप में लेते है, जहाँ पर क्षेत्र है, तो प्रतिनिधित्व तथा का प्रत्यक्ष योग उनके प्रत्यक्ष मॉड्यूल योग के बराबर होता है।

वलयो का प्रत्यक्ष योग

कुछ लेखक दो वलयो के प्रत्यक्ष योग की बात करेंगे, जब उनका अभिप्राय प्रत्यक्ष गुणन से है, लेकिन इसे अनदेखा करना चाहिए[7] जैसा कि , तथा से प्राकृतिक वलय समरूपता प्राप्त नहीं करता है: विशेष रूप से, मानचित्र , को पर भेजना रिंग समरूपता नहीं है क्योंकि यह 1 को में भेजने पर विफल रहता है (ऐसा मानते हुए में ). इस प्रकार वलयो की श्रेणी में प्रतिगुणन नहीं है, और इसे प्रत्यक्ष योग के रूप में नहीं लिखा जाना चाहिए। (कम्यूटेटिव रिंग्स की श्रेणी में कोप्रोडक्ट वलय का प्रदिश गुणन है।[8] वलयो की श्रेणी में, प्रतिगुणन समूहों के मुक्त गुणन के समान निर्माण द्वारा दिया जाता है।)

प्रत्यक्ष योग शब्दावली और संकेतन का उपयोग विशेष रूप से तब समस्याग्रस्त होता है जब वलयो के अनंत परिवारों के साथ व्यवहार किया जाता है: यदि गैर-तुच्छ वलयो का एक अनंत संग्रह है, तो अंतर्निहित योज्य समूहों का प्रत्यक्ष योग शब्दवार गुणन से सुसज्जित किया जा सकता है, लेकिन यह एक rng उत्पन्न करता है, जो कि गुणक पहचान के बिना एक वलय है।

आव्यूह का प्रत्यक्ष योग

किसी भी यादृच्छिक आव्यूह तथा के लिए प्रत्यक्ष योग , तथा के ब्लॉक विकर्ण आव्यूह के रूप में परिभाषित किया गया है यदि दोनों वर्ग आव्यूह हैं (और एक समान ब्लॉक आव्यूह के लिए, यदि नहीं)।


टोपोलॉजिकल सदिश क्षेत्र का प्रत्यक्ष योग

एक टोपोलॉजिकल सदिश क्षेत्र (TVS) जैसे बनच क्षेत्र, को दो सदिश उप-क्षेत्र तथा का टोपोलॉजिकल प्रत्यक्ष योग कहा जाता है यदि अतिरिक्त मानचित्र

टोपोलॉजिकल सदिश क्षेत्रो का समाकृतिक है (जिसका अर्थ है कि यह रेखीय नक्शा एक द्विभाजन होमियोमोर्फिज्म है), इस स्थिति में तथा को में टोपोलॉजिकल पूरक कहा जाता है। यह सच है यदि और केवल यदि इसे योगात्मक समूह टोपोलॉजिकल समूहों (इसलिए अदिश गुणन को अनदेखा किया जाता है) के रूप में माना जाता है, टोपोलॉजिकल उपसमूहों तथा का टोपोलॉजिकल प्रत्यक्ष योग है यदि ऐसा है और यदि हौसडॉर्फ है तो तथा आवश्यक रूप से के बंद उप-स्थान हैं।

यदि , एक वास्तविक या कोम्प्लेक्स्स सदिश क्षेत्र का एक सदिश उप-क्षेत्र है, तो वहाँ हमेशा एक और उप-स्थान सदिश उपस्थित होता है। जिसे में का एक बीजगणितीय पूरक कहा जाता है। ऐसा कि , तथा बीजगणितीय प्रत्यक्ष योग है। (जो केवल तब ही होता है जब अतिरिक्त मानचित्र एक सदिश अंतरिक्ष समरूपता होता है)।बीजगणितीय प्रत्यक्ष योगों के विपरीत, इस तरह के पूरक के अस्तित्व की अब टोपोलॉजिकल प्रत्यक्ष योगों के लिए गारंटी नहीं है।

का एक सदिश उप-स्थान , का पूरक उपक्षेत्र कहा जाता है यदि वहाँ के कुछ सदिश उप-स्थान उपस्थित है वह भी इस प्रकार कि , का टोपोलॉजिकल प्रत्यक्ष योग है। एक सदिश उप-स्थान को अपूर्ण कहा जाता है यदि यह एक पूरक उप-स्थान नहीं है। उदाहरण के लिए, हौसडॉर्फ TVS का प्रत्येक सदिश उपस्थान जो एक बंद उपसमुच्चय नहीं है, आवश्यक रूप से अपूर्ण है। हिल्बर्ट क्षेत्र का प्रत्येक बंद सदिश उप-क्षेत्र पूरक है। लेकिन हर बनच क्षेत्र जो कि हिल्बर्ट स्थान नहीं है, आवश्यक रूप से कुछ अपूर्ण बंद सदिश उप-स्थान रखता है।

समरूपता

[clarification needed]

प्रत्यक्ष योग , I में प्रत्येक j के लिए प्रोजेक्शन समरूपता और I में प्रत्येक j के लिए एक सहप्रक्षेपण के साथ सुसज्जित रूप से प्राप्त होता है। [9] दी गयी एक अन्य बीजगणितीय संरचना (समान अतिरिक्त संरचना के साथ) और I में प्रत्येक j के लिए समरूपता के लिए, एक अद्वितीय समरूपता है , जिसे gj का योग कहा जाता है, वह भी तब जब सभी j के लिए हो। इस प्रकार प्रत्यक्ष योग उपयुक्त श्रेणी में प्रतिफल है।

यह भी देखें

टिप्पणियाँ

  1. Thomas W. Hungerford, Algebra, p.60, Springer, 1974, ISBN 0387905189
  2. 2.0 2.1 Direct Sum at the nLab
  3. Joseph J. Rotman, The Theory of Groups: an Introduction, p. 177, Allyn and Bacon, 1965
  4. "p.45"
  5. "अनुबंध" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2006-09-17. Retrieved 2014-01-14.
  6. "उत्पादों और प्रतिउत्पाद के लिए प्रति उदाहरण". Planetmath. Retrieved 2021-07-23.
  7. Math StackExchange on direct sum of rings vs. direct product of rings.
  8. Lang 2002, section I.11
  9. Heunen, Chris (2009). श्रेणीबद्ध क्वांटम मॉडल और तर्क. Pallas Proefschriften. Amsterdam University Press. p. 26. ISBN 978-9085550242.

संदर्भ