4. Существование противоположного элемента, т.е.
, , ;5. Ассоциативность умножения:
, ;6. Закон дистрибутивности.
Проверим, выполняются ли аксиомы кольца:
1. Относительным дополнением до
элемента будет элемент , а относительным дополнением элемент . В силу того, что , а так же единственности дополнения имеем .2. Покажем, что
. Рассмотрим все возможные группы вариантов:1) Пусть
, тогда (Далее везде под элементом x будем понимать сумму ).Аналогично получаем
в случаях , , , и . Заметим, что когда один из элементов равен нулю (например, c), то получаем тривиальные варианты (a+b=a+b).2) Пусть
, а элемент c не сравним с ними. Возможны следующие варианты:Нетрудно заметить, что во всех этих случаях
, кроме того:если c=a+b, то (a+b)+c=0=a+(b+c);
если c=0, то получаем тривиальный вариант.
Вариант, когда c равен наибольшему элементу решётки d, мы уже рассматривали.
Если c=b, то (a+b)+c=(a+b)+b=a и a+(b+c)=a+(b+b)=a.
Если c=a, то (a+b)+c=(a+b)+a=b и a+(b+c)=a+(b+a)=b.
Аналогично для случаев , , , и .3) Под элементами нижнего уровня будем понимать элементы
, , , , , , , , т.е. те элементы 4-х мерного куба, которые образуют нижний трёхмерный куб.Под элементами верхнего уровня будем понимать элементы
, , , , , , , , т.е. те элементы 4-х мерного куба, которые образуют верхний трёхмерный куб.Под фразой «элемент верхнего уровня, полученный из элемента
нижнего уровня сдвигом по соответствующему ребру» будем понимать элемент верхнего уровня.Пусть a, b, c несравнимы. Рассмотрим следующие варианты:
и . Пусть . Заметим, что это возможно только в случаях, когда принадлежат нижнему уровню, причём лежат на позициях элементов (рис. 1). Либо a, b остаются на своих позициях, элемент c сдвигается на верхний уровень по соответствующему ребру (рис. 2). Либо элемент a остаётся на своей позиции, элементы b, c сдвигаются на верхний уровень по соответствующему ребру (рис 3). Нетрудно заметить, что во всех этих случаях .Пусть
, здесь так же .Таким образом мы рассмотрели все основные группы вариантов расположения элементов a, b, c и во всех этих случаях ассоциативность сложения выполняется.
3. Рассмотрим в решётке элемент
, к нему существует относительное дополнение до элемента , т.е. и . Учитывая, что в решётке и , имеем следующее: и . Отсюда .4. Рассмотрим относительное дополнение элемента
до , это элемент . Таким образом: и . Учитывая, что в решётке выполняются тождества и имеем следующее: и . Отсюда .5. Так как в решётке выполняется ассоциативность
, а так же имея , то .6. Докажем дистрибутивность
или что то же самое