【 代數 】homomorphism:同態



homomorphisms:同態   =>  同構(isomorphism)的弱化

  1. 我們說兩個group同構或同態時,我們所指的是:

    在兩個grooup之間的某個滿足某些條件的函數關係
    .
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  2. 同態所指的是,兩個群(group) < S ,* >、< S' ,*'> 之間存在這樣的映射:

      f (x * y) = f (x) *' f (y) , 對所有 x, y 屬於 S 

    ( 對定義域裡所有的元素而言,不論先做運算再做映射,
    還是先做映射在做運算,都會得到相同的結果,殊途同歸。 )

    同構的定義即是將上述定義中的的函數加上一對一及映成兩個條件。
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    .
    ####
  3. 可以發現在等式的兩邊,所做的運算屬於不同的群 (* ,*'),因此我們可以利用這個等式
    來檢驗兩個群中運算符號的性質。

    同態保證了:

    元素經過運算所造成的改變,在函數的另一頭一定找的到對應的改變。
    元素只對該同態映射所揀選的性質,在另一頭作出反應

    ==>同態映射只挑選了某些性質進行對應

    例如:trivial homomorphism

       f (x) = e' , 對任何 x 屬於 S 。這個函數中沒有挑選任何性質,就像是函數戴上黑色的眼鏡,不接收顏色的資訊,如此一來,所有的調色在函數另一頭都是一片黑暗。
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  4. 例子:
    加法整數群與< 0 1 2 3 ... n, + >  ( n+1=0 )
    同態映射:f (x) = 對 x 取 n+1 的餘數

    可以由高中數學的同餘關係證明,這是一個同態映射,
    ( 這個映射所挑選的性質是 n+1 的餘數,
    由此可見餘數與右邊那類的 group 有相同的性質,例如循環 )
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  5. Thm
    對每一個從G到G'的同態映射而言

    1. G裡的 identity 將會映射至 G' 裡的  identity

    2. 元素與反元素的關係到了函數另一頭仍然存在

    3. 定義域的一個 subgroup 經過映射後,也會是對應域的一個 subgroup

    4.  對應域的一個 subgroup 經過反映射後,也會是定義域的一個 subgroup


    綜合來說,經過同態映射後,單位元素、反元素、子群的性質會保留。

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  6. kernel of f == Ker (f):定義域中映射後會變成 identity 的元素,所成之集合。

    當這些元素與其他的元素做運算,在函數另外一頭相當於和 identity 做運算,
    因此會得到相同的結果,也就是說:

    每一個元素 a 都會有許多同伴,對應到函數對面的同一個元素,
    他們由 kernel 與 a 做運算所得 => Ha, aH  (  let H =  Ker (f)  )




    這麼一來,同態映射就像是一種壓縮,定義域中那些慘遭忽略的性質
    只能成為 kernel 中的亡魂,寄宿於被選中的元素們的前世之中...

  • Corollary

    一個同態映射的 ker (f) = { e }若且惟若該同態映射為一對一函數。

    因為此種情況下, a 的同伴群只剩下:aH = a{ e } =  a 。

  • 證明同構映射 f:G -> G' 的方法:

    1.證明該函數為同態映射


    2.證明 ker (f) = { e }

    3.證明 f onto

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