Tratado moderno de Álgebra — Capítulo 5: Conmutatividad y grupos abelianos

Introducción formal de la conmutatividad como ley independiente y definición de grupo abeliano como grupo con operación conmutativa.
Autor/a

Gustav A. Tachek

Fecha de última modificación

16 de septiembre de 2026

5.0. Propósito

La definición de grupo controla cierre, asociatividad, neutro e inversos, pero no impone ninguna simetría al intercambiar los argumentos de la operación. La conmutatividad es una ley independiente y debe introducirse como tal.

La cadena es:

\[ \text{operación binaria} \longrightarrow \text{conmutatividad} \longrightarrow \text{grupo abeliano}. \]


5.1. Conmutatividad

Definición 5.1.1 — Operación conmutativa

Sea

\[ \star:A\times A\to A \]

una operación binaria. Decimos que \(\star\) es conmutativa si

\[ \forall a,b\in A, \qquad a\star b=b\star a. \]

La conmutatividad compara los resultados obtenidos al intercambiar los dos argumentos. No debe confundirse con asociatividad: ésta modifica la agrupación de tres elementos, mientras que la conmutatividad modifica su orden.


5.2. Grupos abelianos

Definición 5.2.1 — Grupo abeliano

Un grupo abeliano es un grupo

\[ \mathcal G=\langle G,\star\rangle \]

cuya operación \(\star\) es conmutativa. Por tanto, además de los axiomas de grupo, se satisface

\[ \forall a,b\in G, \qquad a\star b=b\star a. \]

El adjetivo abeliano añade exactamente esta ley; no modifica la noción de neutro ni la de inverso.


5.3. Cierre de la primera jerarquía estructural

Con este nodo queda cerrada la primera cadena de estructuras con una operación:

\[ \text{magma} \Longleftarrow \text{semigrupo} \Longleftarrow \text{monoide} \Longleftarrow \text{grupo} \Longleftarrow \text{grupo abeliano}, \]

entendiendo cada flecha como «la estructura situada a la derecha satisface todas las condiciones de la situada a la izquierda y añade nuevas leyes».

En sentido de construcción estructural, la progresión puede leerse como

\[ \text{magma} +\text{asociatividad} \to\text{semigrupo} +\text{neutro} \to\text{monoide} +\text{inversos} \to\text{grupo} +\text{conmutatividad} \to\text{grupo abeliano}. \]

Esta jerarquía será reutilizada posteriormente para grupos aditivos de anillos, cuerpos y espacios vectoriales.


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Reutilización

GFDL-1.3-or-later