Умноже'ние,
операция образования по двум данным объектам а
и b,
называемым сомножителями, третьего объекта с, называемого произведением. У. обозначается знаком Х (ввёл англ. математик У. Оутред в 1631) или • (ввёл нем. учёный Г. Лейбниц в 1698); в буквенном обозначении эти знаки опускаются и вместо а
´ b
или а
• b
пишут ab.
У. имеет различный конкретный смысл и соответственно различные конкретные определения в зависимости от конкретного вида сомножителей и произведения. У. целых положительных чисел есть, по определению, действие, относящее числам а
и b
третье число с,
равное сумме b
слагаемых, каждое из которых равно а,
так что ab = а + а +...
+ а
(b
слагаемых). Число а
называется множимым, b –
множителем. У. дробных чисел
и
определяется равенством
(см. Дробь
).
У. рациональных чисел даёт число, абсолютная величина
которого равна произведению абсолютных величин сомножителей, имеющее знак плюс (+), если оба сомножителя одинакового знака, и знак минус (–), если они разного знака. У. иррациональных чисел
определяется при помощи У. их рациональных приближений. У. комплексных чисел
,
заданных в форме a = а + bi
и b = с
+ di,
определяется равенством ab = ac
– bd
+ (ad + bc
) i.
При У. комплексных чисел, записанных в тригонометрической форме:
a = r 1 (cosj1 + i sin j1 ),
b = r 2 (cosj2 + i sin j2 ),
их модули перемножаются, а аргументы складываются:
ab = r 1 r 2 {cos (j1 + j2 ) + i sin ((j1 + j2 )}.
У. чисел однозначно и обладает следующими свойствами:
1) ab = ba (коммутативность, переместительный закон);
2) a (bc ) = (ab ) c (ассоциативность, сочетательный закон);
3) a (b + c ) = ab + ac (дистрибутивность, распределительный закон). При этом всегда а ×0 = 0; a× 1 = а. Указанные свойства лежат в основе обычной техники У. многозначных чисел.
Дальнейшее обобщение понятия У. связано с возможностью рассматривать числа как операторы в совокупности векторов на плоскости. Например, комплексному числу r (cosj + i sin j) соответствует оператор растяжения всех векторов в r раз и поворота их на угол j вокруг начала координат. При этом У. комплексных чисел отвечает У. соответствующих операторов, т. е. результатом У. будет оператор, получающийся последовательным применением двух данных операторов. Такое определение У. операторов переносится и на другие виды операторов, которые уже нельзя выразить при помощи чисел (например, линейные преобразования). Это приводит к операциям У. матриц, кватернионов, рассматриваемых как операторы поворота и растяжения в трёхмерном пространстве, ядер интегральных операторов и т.д. При таких обобщениях могут оказаться невыполненными некоторые из перечисленных выше свойств У., чаще всего – свойство коммутативности (некоммутативная алгебра). Изучение общих свойств операции У. входит в задачи общей алгебры, в частности теории групп и колец.