【代數】從 homomorphism 到 factor group


  • 同態到同構:

    在同態的筆記中,我們發現,同態映射會造成某種縮減 ( 造成多映射到少,由 kernal 所造成 ),而我們現在創造一個新的 group ,將這些會對應到同一個元素的東西進行包裝,包裝成新的 group 中的元素,再定義運算的規則,於是乎,我們將原本的同態升級成了同構。


  • normal subgroup:

    當 H 為 G 的 subgroup,而對於 G 中任意元素 a 而言,h 屬於 H,若是:

     a'ha 屬於 H      (a' = a的反元素)
    或是
        a'Ha = H      
    或是
    aH = Ha
    則稱 H 為G的 normal subgroup

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  • factor groups:

    在一個 group G 中,我們可以找一個 normal subgroup H,來為G進行分組,而形成一個新的group: G / H,這個 group 由 H 和 G 中的元素做運算所組成,如:

    aH, bH,  a,b屬於G

    而 G / H 這個 group 中的運算就定義成:
    (aH)(bH) = (ab)H


    我們說這個 group 是 G 的 factor group by H




    可以想像若原本 G 是一塊長方形, 則 H 將他切成一條一條,原本在 G 中,兩點運算會對應到另一點;但在 G / H 中,變成兩條線 L1, L2 的運算對應到另一條線 L3,而且 L3 由 L1, L2 上的【任意點】做運算對應到的點所在的線所決定,也就是說,兩條線中任意點的運算,所對應到的點都會在同一條線上。




    也就是說,我們使用 normal subgroup 進行分組之後,每一組裡的任一成員都能完整代表整個組,也就是說相對於分組的條件而言,組內雖然有許多不同的元素,但其本質都是相同的 ( 面對分組條件會產生相同反應 )





  • 而在同態映射的例子中,我們選用 kernal 作為 H,因此 factor group 就可以和原本的值域有isomorphism的映射。( 原本若是多對一就會被 H 吃掉 )



  •  G 到 G / H 也是一個 homomorphism

    f (a) = aH  ,       a 屬於G 
    因為
    f (ab) = (ab)H = (aH)(bH) = f (a) f (b)


  • 這麼一來,若 G 有一個同態映射,而 H 為其 kernal,那麼在 G、G / H 和 G 的值域之間會形成一個循環:

            = homomorphism =>        G / H      = isomorphism =>
    G                                                                                                          G的值域
            =                           homomorphism                            => 





  • coset是相對於一個 subgroup 的概念
  • 每一個 group 中的 subgroup 可以與 group 中的元素做運算,而形成coset
  • factor group 是由 coset 所組成的 group

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