代数系统的同态与同构
代数系统的同态和同构是研究两个代数系统之间的关系。本课程只研究常见的与二元运算,一元运算有关的代数系统。
1、定义:设 , 是代数系统,其中 和 都是二元运算,若存在映射 (即函数) ,满足对任意的 ,有 ,
则称 是 到 的同态映射,简称同态。
到
注:若存在从 到 的满同态 ,则称 为 在 下的同态象。
例1、(1) , ,其中 为普通加法, 为模 加法,即 ,有 ,这里 ,令
, ,
则对 , ,
所以 是 到 的同态。显然 是满射,所以 ,即满同态,但不是单同态 。
(2) , ,令
,
则对 ,
,
所以 是 到 的同态。由于 是双射,所以是同构, 。
思考: , 是同构映射吗?
2、自同态,自同构。
自同态——从一个代数系统 到自己的同态称为自同态。
自同构——从一个代数系统 到自己的同态称为自同构。
例2、 ,给定 ,令
, ,
则对 , ,
所以 是 到 的同态,即自同态。
当 时,有 , ,称 为零同态。
当 时,有 , ,即恒等映射,它是双射的,这时, 是 的自同构,同理可证 也是 的自同构。
当 且 时,易证 是单射的,这时 是 的单自同态。
3、同态,同构概念的推广。
(1) , 是两个代数系统,其中的运算都是二元运算,若存在 ,满足对 ,有
则称 是 到 的同态映射,简称同态。
例3、 , ,其中 为普通的加法,乘法, 为模 加法,乘法
令 , ,
则对 ,
所以 是 到 的同态,且是满同态。
(2) , 是两个代数系统,其中 和 是二元运算, 和 是一元运算,若存在映射 ,满足对 ,有
则称 是 到 的同态。
(3) , ,其中 和 是二元运算, 和 是代数常数,若 ,满足对 ,
则称 是 到 的同态。
例4、(1) , ,其中 为普通加法和乘法, 表示求 的相反数, 表示 的倒数。
令 , ,则对 ,
所以 是 到 的同态。
(2) , ,其中 是加法幺元, 是乘法幺元,都是代数常数, 同(1),则有
所以 是 到 的同态。
设 是从 到 的满同态,则
1、若 可结合,则 也是可结合。
2、若 可交换,则 也是可交换。
3、若 是关于 的幺元,则 是关于 的幺元。
4、若 是关于 的零元,则 是关于 的零元。
5、若 是关于 的幂等元,则 是关于 的幂等元。
6、若 是 中元素 关于 的逆元,则 是 中元素 关于 的逆元。
注:若 分别有两个二元运算,且 中分配律成立,则 中分配律也成立。