Свободная алгебра
Свобо́дная а́лгебра класса универсальных алгебр, алгебра из класса , обладающая свободной порождающей системой (или базой) , т. е. таким множеством порождающих , что всякое отображение множества в любую алгебру из продолжается до гомоморфизма алгебры в (сравни Свободная алгебраическая система). Свободной алгеброй обладает любой непустой класс алгебр, замкнутый относительно подалгебр и прямых произведений и содержащий неодноэлементные алгебры. В частности, свободная алгебра всегда существует в нетривиальных многообразиях и квазимногообразиях универсальных алгебр. Свободная алгебра класса, состоящего из всех алгебр данной сигнатуры , называется абсолютно свободной. Алгебра сигнатуры является свободной алгеброй некоторого класса универсальных алгебр сигнатуры тогда и только тогда, когда внутренне свободна, т. е. обладает таким порождающим множеством , что всякое отображение в продолжается до эндоморфизма алгебры . Если свободная алгебра обладает бесконечной базой, то все её базы имеют одну и ту же мощность (см. в статьях Свободная абелева группа, Свободная ассоциативная алгебра, Свободная булева алгебра, Свободная группа, Свободная полугруппа, Свободная решётка, Свободный группоид, Свободный модуль, а также Свободное произведение). Ясно, что каждый элемент свободной алгебры с базой записывается как слово в алфавите в сигнатуре рассматриваемого класса. Естествен вопрос: когда различные слова равны как элементы свободной алгебры? В некоторых случаях ответ почти тривиален (полугруппы, кольца, группы, ассоциативные алгебры), в других – достаточно сложен (алгебры Ли, решётки, булевы алгебры), а иногда и не поддаётся решению (альтернативные кольца).