В алгебрі гомоморфізм — це зберігаюче структуру [en] між двома алгебричними структурами того ж самого типу (наприклад, двома групами, двома кільцями, двома векторами просторами).
Слово гомоморфізм у перекладі з давньогрецької грец. homos – однаковий і грец. morphe – форма, вид. Цей термін з'явився ще в 1892, його припусували німецькому математику Феліксу Клейну (1849—1925).
Гомоморфізми двох векторних просторів також називають лінійними відображеннями, а їх дослідженнями займається лінійна алгебра.
Поняття гомоморфізму було узагальнено під назвою морфізм для багатьох структур, що не мають множини-носія або не є алгебраїчними. Це узагальнення — відправна точка теорії категорій
Гомоморфізм може також бути ізоморфізмом, ендоморфізмом, автоморфізмом і т.п. (дивись нижче). Кожен з цих гомоморфізмів може бути визначений способом, який можна узагальнити до будь-якого класу морфізмів.
Означення
Гомоморфізм — це відображення між двома алгебричними структурами одного типу (з однаковими назвами), що зберігає операції цих структур. Це означає відображення між двома множинами , , які мають однакові структуру такі, що якщо — операція цієї структури (для спрощення вважаємо її бінарною операцією), тоді
для будь-якої пари елементів , множини . Часто говорять, що гомоморфізм зберігає операцію або сумісний з операцією.
Формально, відображення зберігає операцію арності , яка визначена на обох множинах, якщо
- ,
для всіх елементів множини .
Операції, що повинні зберігатися при гомоморфізмі, включають 0-арні операції, тобто константи. Зокрема, коли нейтральний елемент вимагається типом структури, то нейтральний елемент першої структури має відображатися в відповідний нейтральний елемент другої структури.
Наприклад,
- Гомоморфізм напівгруп — це відображення між напівгрупами, що зберігає операції напівгруп.
- [en] — це відображення між моноїдами, що зберігає операції моноїдів та відображає нейтральний елемент першого моноїду у нейтральний елемент другого моноїду (нейтральний елемент це 0-арна операція).
- Гомоморфізм груп — це відображення між двома групами, що зберігає операції груп.
З цього випливає, що гомоморфізм груп відображає нейтральний елемент першої групи у нейтральний елемент другої групи, та відображає обернений елемент першої групи у обернений образ цього елемента. Тому, гомоморфізм напівгруп між групами обов'язково є гомоморфізмом груп.
- Гомоморфізм кілець — це відображення між кільцями, що зберігає додавання в кільцях, множення в кільцях та мультиплікативні тотожності.
- Лінійне відображення — це гомоморфізм векторних просторів, тобто гомоморфізм груп між векторними просторами, що зберігає структури абелевих груп та множення на скаляр.
- [en], також називають лінійним відображення між модулями, визначають аналогічним чином.
- [en] — це відображення, що зберігає операції алгебри.
Алгебраїчна структура може мати більше однієї операція та гомоморфізм повинен зберігати кожну операцію. Таким чином, відображення, що зберігає тільки деякі операції не є гомоморфізмом структури, але лише гомоморфізмом субструктури, що отримується при розгляді лише збережених операцій. Наприклад, відображення між моноїдами, що зберігає операцію моноїда, а не нейтральний елемент, не є гомоморфізмом моноїду, але є гомоморфізмом напівгрупи.
При гомоморфізмі між алгебричними структурами позначення операцій в них не обов'язково повинні збігатися. Наприклад, дійсні числа утворюють групу з операцією додавання, а додатні дійсні числа утворюють групу з операцією множення. Експонента
задовольняє співвідношення
та визначає гомоморфізм між цими двома групами. Більш того, це навіть ізоморфізм (дивись нижче), бо її обернена функція (натуральний логарифм) задовольняє співвідношення
і це також гомоморфізм між групами.
В термінах універсальної алгебри, це [en] , алгебричної системи в алгебраїчну систему того ж типу, що зберігає алгебраїчну операцію:
для кожної -арної операції і .
Базові приклади
Дійсні числа є кільцем, що має додавання і множення. Множина всіх матриць також кільце над (додаванням матриць) і (множенням матриць). Якщо ми визначимо функцію між цими кільцями так:
де дійсне число. Тоді — гомоморфізм кілець, бо зберігає і додавання:
і множення:
Інший приклад, ненульові комплексні числа утворюють групу над множенням, так само як ненульові дійсні числа. (Нуль треба виключити, бо він не має оберненого елемента, який повинен бути в елементів групи.) Визначимо функцію з ненульових комплексних чисел в ненульові дійсні числа так
Де, — абсолютне значення (або модуль) комплексного числа . Тоді — гомоморфізм групи, бо воно зберігає множення:
Зауважте, що не можна поширити на гомоморфізм груп (з комплексних в дійсні), бо вона не зберігає додавання:
Як приклад на діаграмі показано гомоморфізм моноїду від моноїду до моноїду . Завдяки різним назвам відповідних операцій, властивості збереження структури, яким задовольняє $f$, запишуться як та .
Композиційна алгебра над полем має квадратичну форму, яка називається нормою, , яка є груповим гомоморфізмом з [en] алгебри у мутиплікативну групу поля .
Типи гомоморфізмів
Кожен тип алгебричних структур має свій гомоморфізм:
Часткові випадки
Декілька видів гомоморфізму мають спеціальні назви, які також визначаються для загальних морфізмов.
Ізомормізм
Ізоморфізм — бієктивний гомоморфізм. Ізоморфізм між алгебричними структурами одного типу зазвичай визначають як бієктивний гомоморфізм.
У більш загальному контексті теорії категорій ізоморфізм визначається як морфізм, який має обернене відображення, яке також є морфізмом. У випадку алгебраїчних структур ці два означення є еквівалентними, хоча вони можуть відрізнятися для неалгебраїчних структур, які мають множину-носія.
- Точніше, якщо
є (гомо)морфізмом, то він має обернений, якщо існує гомоморфізм
такий, що
Якщо та мають множини-носії та має обернене відображення , тоді є бієктивним. Дійсно, є ін'єктивним, оскільки з випливає, що , та є сюр'єктивним, так як для будь-якого з маємо, що , і є образом елемента з .
Навпаки, якщо — бієктивний гомоморфізм між алгебраїчними структурами, нехай — таке відображення, щоб єдиний елемент з такий, що . Маємо, що та , і залишається лише показати, що є гомоморфізмом. Якщо є бінарною операцією структури, то для будь-якої пари , елементів з маємо:
і, таким чином, сумісний з операцією . Оскільки доведення аналогічне для будь-якої арності, то це означає, що — гомоморфізм.
Це доведення не працює для неалгебраїчних структур. Наприклад, для топологічних просторів морфізм є неперервним відображенням, а обернене до бієктивного неперервного відображення не обов'язково є неперервним. Ізоморфізм топологічних просторів, який називається гомеоморфізмом або бінеперервним відображенням, таким чином, є бієктивним неперервним відображенням, обернене до якого також є неперервним.
Ендоморфізм
Ендоморфізм — гомоморфізм алгебраїчної категорії самої в себе. Ендоморфізм — це гомоморфізм, область визначення якого збігається з [en], або, в більш загальному сенсі, морфізм, джерело якого дорівнює цілі.
Ендоморфізми алгебричної структури або об'єкта категорії утворюють моноїд за композицією.
Ендоморфізми векторного простору або модуля утворюють кільце. У випадку векторного простору або вільного модуля скінченної розмірності, вибір базису індикує ізоморфізм кільця між кільцем ендоморфізмів і кільцем квадратних матриць тієї ж розмірності.
Автоморфізм
Автоморфізм — ендоморфізм, що є одночасно ізоморфізмом. Автоморфізми алгебричної структури або об'єкта категорії утворюють групу за композицією, яка називається групою автоморфізмів структури.
Багато іменних груп є групами автоморфізмів деякої алгебричної структури. Наприклад, загальна лінійна група — група автоморфізмів векторного простору розмірності над полем .
Групи автоморфізмів полів були введені Еваристом Галуа при дослідженні коренів многочленів і є основою теорії Галуа.
Мономорфізм
Мономорфізм — ін'єктивний гомоморфізм. У загальному контексті теорії категорій мономорфізм визначається як морфізм, який є лівим скороченням. Це означає, що (гомо)морфізм є мономорфізмом, якщо для будь-якої пари морфізмів , з будь-якого іншого об'єкта в , з випливає, що .
Ці два означення мономорфізму еквівалентні для всіх загальних алгебраїчних структур. Точніше, вони еквівалентні для полів, для яких будь-який гомоморфізм є мономорфізмом, і для многовидів універсальної алгебри, тобто алгебраїчних структур, для яких операції і аксіоми (тотожності) визначаються без будь-яких обмежень (поля не утворюють многовидів, так як мультиплікативні обернені визначаються або як унітарна операція, або як властивість множення, які в обох випадках визначаються тільки для ненульових елементів).
Зокрема, два означення мономорфізму еквівалентні для множин, магм, напівгруп, моноїдів, груп, кільць, полів, векторних просторів і модулів.
[en] — це гомоморфізм, який має лівий обернений, і, таким чином, сам є правим оберненим цього іншого гомоморфізму. Тобто гомоморфізм є розщепленим мономорфізмом, якщо існує гомоморфізм такий, що . Розщеплений мономорфізм завжди є мономорфізмом для обох значень мономорфізму. Для множин і векторних просторів будь-який мономорфізм є розщепленим мономорфізмом, але ця властивість не виконується для більш загальних алгебраїчних структур.
Епіморфізм
Епіморфізм — сюр'єктивний гомоморфізм. В алгебрі епіморфізми часто визначаються як сюр'єктивні гомоморфізми. З іншого боку, в теорії категорій епіморфізми визначаються як скоротні справа морфізми. Це означає, що (гомо)морфізм є епіморфізмом, якщо для будь-якої пари , морфізмів з до будь-якого іншого об'єкта , рівність означає .
Сюр'єктивний гомоморфізм завжди є скоротним справа, але ця домовленість не завжди вірна для алгебраїчних структур. Однак, два визначення епіморфізму тотожні для множин, векторних просторів, абелевих груп, модулів (див. нижче для доведення) і груп. Важливість цих структур у всій математиці, і особливо в лінійній алгебрі та гомологічній алгебрі, може пояснити співіснування двох нетотожних визначень.
Алгебраїчні структури, для яких існують несюр'єктивні епіморфізми, включають напівгрупи і кільця. Основним прикладом є те що цілі числа входять до раціональних чисел, що є гомоморфізмом кілець і мультиплікативних напівгруп. Для обох структур це мономорфізм і не сюр'єктивний епіморфізм, але не ізоморфізм.
Широким узагальненням цього прикладу є локалізація кільця мультиплікативною множиною. Кожна локалізація — це кільцевий епіморфізм, який, в загальному випадку, не сюр'єктивний. Оскільки локалізації є фундаментальними в комутативній алгебрі та алгебричній геометрії, це може пояснити, чому в цих областях визначення епіморфізмів як скоротних справа гомоморфізмів, як правило, є кращим.
[en] — це гомоморфізм, що має праве обернення і, таким чином, сам по собі є лівим оберненням від цього іншого гомоморфізму. Тобто гомоморфізм є розділеним епіморфізмом, якщо існує гомоморфізм такий, що Розділений епіморфізм завжди є епіморфізмом для обох значень епіморфізму. Для множин та векторних просторів, будь-який епіморфізм це розділений епіморфізм, та ця властивість не буде виконуватися для всіх алгебраїчних структур.
У підсумку, маємо
- розділений епіморфізм епіморфізм(сюр'єктивний) епіморфізм (скоротний справа)
останнє значення - еквівалентність множин, векторних просторів, модулів і абелевих груп; перше значення - еквівалентність множин і векторних просторів.
Ядро та образ гомоморфізму
- Гомоморфізм визначає відношення еквівалентності в так:
Відношення називається ядром .
- Фактор-множина ізоморфна образу .
Властивості
Практичне значення
Поняття гомоморфізму і споріднені з ним поняття ізоморфізму і автоморфізму мають величезне практичне значення, так як вони дозволяють представляти одну модель іншою моделлю.
Див. також
Примітки
- Fricke, Robert (1897–1912). Vorlesungen über die Theorie der automorphen Functionen. B.G. Teubner. OCLC 29857037.
- Див.:
- Ritter, Ernst (1892). Die eindeutigen automorphen Formen vom Geschlecht Null, eine Revision und Erweiterung der Poincaré'schen Sätze [The unique automorphic forms of genus zero, a revision and extension of Poincaré's theorem]. Mathematische Annalen (нім.). 41: 1—82. doi:10.1007/BF01443449. S2CID 121524108. From footnote on p. 22: "Ich will nach einem Vorschlage von Hrn. Prof. Klein statt der umständlichen und nicht immer ausreichenden Bezeichnungen: "holoedrisch, bezw. hemiedrisch u.s.w. isomorph" die Benennung "isomorph" auf den Fall des holoedrischen Isomorphismus zweier Gruppen einschränken, sonst aber von "Homomorphismus" sprechen, … " (Following a suggestion of Prof. Klein, instead of the cumbersome and not always satisfactory designations "holohedric, or hemihedric, etc. isomorphic", I will limit the denomination "isomorphic" to the case of a holohedric isomorphism of two groups; otherwise, however, [I will] speak of a "homomorphism", …)
- Fricke, Robert (1892). Ueber den arithmetischen Charakter der zu den Verzweigungen (2,3,7) und (2,4,7) gehörenden Dreiecksfunctionen [On the arithmetic character of the triangle functions belonging to the branch points (2,3,7) and (2,4,7)]. Mathematische Annalen (нім.). 41: 443—468. doi:10.1007/BF01443421. S2CID 120022176. From p. 466: "Hierdurch ist, wie man sofort überblickt, eine homomorphe*) Beziehung der Gruppe Γ(63) auf die Gruppe der mod. n incongruenten Substitutionen mit rationalen ganzen Coefficienten der Determinante 1 begründet." (Thus, as one immediately sees, a homomorphic relation of the group Γ(63) is based on the group of modulo n incongruent substitutions with rational whole coefficients of the determinant 1.) From footnote on p. 466: "*) Im Anschluss an einen von Hrn. Klein bei seinen neueren Vorlesungen eingeführten Brauch schreibe ich an Stelle der bisherigen Bezeichnung "meroedrischer Isomorphismus" die sinngemässere "Homomorphismus"." (Following a usage that has been introduced by Mr. Klein during his more recent lectures, I write in place of the earlier designation "merohedral isomorphism" the more logical "homomorphism".)
- Birkhoff, Garrett (1967), Lattice theory, American Mathematical Society Colloquium Publications, т. 25 (вид. 3rd), Providence, R.I.: American Mathematical Society, ISBN , MR 0598630
- (1971). . . Т. 5. Springer-Verlag. Exercise 4 in section I.5. ISBN . Zbl 0232.18001.
- Dăscălescu, Sorin; Năstăsescu, Constantin; Raianu, Șerban (2001). Hopf Algebra: An Introduction. Pure and Applied Mathematics. Т. 235. New York, NY: Marcel Dekker. с. 363. ISBN . Zbl 0962.16026.
Нотатки
- Як це часто буває, але не завжди, тут використовуються однакові символи для операції для обох множин та .
Цитування
Література
Українською
- (укр.) Елементи теорії груп та теорії кілець. — І.-Ф. : Голіней, 2023. — 153 с.
Іншими мовами
- Универсальная алгебра. — Москва : Мир, 1968. — 351 с.(рос.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Ne plutati z golomorfizmom Ne plutati z gomeomorfizmom V algebri gomomorfizm ce zberigayuche strukturu en mizh dvoma algebrichnimi strukturami togo zh samogo tipu napriklad dvoma grupami dvoma kilcyami dvoma vektorami prostorami Slovo gomomorfizm u perekladi z davnogreckoyi grec homos odnakovij i grec morphe forma vid Cej termin z yavivsya she v 1892 jogo pripusuvali nimeckomu matematiku Feliksu Klejnu 1849 1925 Gomomorfizmi dvoh vektornih prostoriv takozh nazivayut linijnimi vidobrazhennyami a yih doslidzhennyami zajmayetsya linijna algebra Ponyattya gomomorfizmu bulo uzagalneno pid nazvoyu morfizm dlya bagatoh struktur sho ne mayut mnozhini nosiya abo ne ye algebrayichnimi Ce uzagalnennya vidpravna tochka teoriyi kategorij Gomomorfizm mozhe takozh buti izomorfizmom endomorfizmom avtomorfizmom i t p divis nizhche Kozhen z cih gomomorfizmiv mozhe buti viznachenij sposobom yakij mozhna uzagalniti do bud yakogo klasu morfizmiv OznachennyaGomomorfizm ce vidobrazhennya mizh dvoma algebrichnimi strukturami odnogo tipu z odnakovimi nazvami sho zberigaye operaciyi cih struktur Ce oznachaye vidobrazhennya f A B displaystyle f colon A rightarrow B mizh dvoma mnozhinami A displaystyle A B displaystyle B yaki mayut odnakovi strukturu taki sho yaksho displaystyle cdot operaciya ciyeyi strukturi dlya sproshennya vvazhayemo yiyi binarnoyu operaciyeyu todi f x y f x f y displaystyle f x cdot y f x cdot f y dlya bud yakoyi pari elementiv x displaystyle x y displaystyle y mnozhini A displaystyle A Chasto govoryat sho gomomorfizm f displaystyle f zberigaye operaciyu abo sumisnij z operaciyeyu Formalno vidobrazhennya f A B displaystyle f colon A rightarrow B zberigaye operaciyu m displaystyle mu arnosti k displaystyle k yaka viznachena na oboh mnozhinah yaksho f m A a 1 a k m B f a 1 f a k displaystyle f mu A a 1 dots a k mu B f a 1 dots f a k dlya vsih elementiv a 1 a k displaystyle a 1 dots a k mnozhini A displaystyle A Operaciyi sho povinni zberigatisya pri gomomorfizmi vklyuchayut 0 arni operaciyi tobto konstanti Zokrema koli nejtralnij element vimagayetsya tipom strukturi to nejtralnij element pershoyi strukturi maye vidobrazhatisya v vidpovidnij nejtralnij element drugoyi strukturi Napriklad Gomomorfizm napivgrup ce vidobrazhennya mizh napivgrupami sho zberigaye operaciyi napivgrup en ce vidobrazhennya mizh monoyidami sho zberigaye operaciyi monoyidiv ta vidobrazhaye nejtralnij element pershogo monoyidu u nejtralnij element drugogo monoyidu nejtralnij element ce 0 arna operaciya Gomomorfizm grup ce vidobrazhennya mizh dvoma grupami sho zberigaye operaciyi grup Z cogo viplivaye sho gomomorfizm grup vidobrazhaye nejtralnij element pershoyi grupi u nejtralnij element drugoyi grupi ta vidobrazhaye obernenij element pershoyi grupi u obernenij obraz cogo elementa Tomu gomomorfizm napivgrup mizh grupami obov yazkovo ye gomomorfizmom grup Gomomorfizm kilec ce vidobrazhennya mizh kilcyami sho zberigaye dodavannya v kilcyah mnozhennya v kilcyah ta multiplikativni totozhnosti Linijne vidobrazhennya ce gomomorfizm vektornih prostoriv tobto gomomorfizm grup mizh vektornimi prostorami sho zberigaye strukturi abelevih grup ta mnozhennya na skalyar en takozh nazivayut linijnim vidobrazhennya mizh modulyami viznachayut analogichnim chinom en ce vidobrazhennya sho zberigaye operaciyi algebri Algebrayichna struktura mozhe mati bilshe odniyeyi operaciya ta gomomorfizm povinen zberigati kozhnu operaciyu Takim chinom vidobrazhennya sho zberigaye tilki deyaki operaciyi ne ye gomomorfizmom strukturi ale lishe gomomorfizmom substrukturi sho otrimuyetsya pri rozglyadi lishe zberezhenih operacij Napriklad vidobrazhennya mizh monoyidami sho zberigaye operaciyu monoyida a ne nejtralnij element ne ye gomomorfizmom monoyidu ale ye gomomorfizmom napivgrupi Pri gomomorfizmi mizh algebrichnimi strukturami poznachennya operacij v nih ne obov yazkovo povinni zbigatisya Napriklad dijsni chisla utvoryuyut grupu z operaciyeyu dodavannya a dodatni dijsni chisla utvoryuyut grupu z operaciyeyu mnozhennya Eksponenta x e x displaystyle x mapsto rm e x zadovolnyaye spivvidnoshennya e x y e x e y displaystyle rm e x y rm e x rm e y ta viznachaye gomomorfizm mizh cimi dvoma grupami Bilsh togo ce navit izomorfizm divis nizhche bo yiyi obernena funkciya naturalnij logarifm zadovolnyaye spivvidnoshennya ln x y ln x ln y displaystyle ln xy ln x ln y i ce takozh gomomorfizm mizh grupami V terminah universalnoyi algebri ce en ϕ A B displaystyle phi colon A rightarrow B algebrichnoyi sistemi A displaystyle A v algebrayichnu sistemu B displaystyle B togo zh tipu sho zberigaye algebrayichnu operaciyu ϕ f A x 1 x n f B ϕ x 1 ϕ x n displaystyle phi f A x 1 ldots x n f B phi x 1 ldots phi x n dlya kozhnoyi n displaystyle n arnoyi operaciyi f displaystyle f i x i A displaystyle forall x i in A Bazovi prikladiGomomorfizm monoyidu f displaystyle f z monoyidu N 0 displaystyle mathbb N 0 u monoyid N 1 displaystyle mathbb N times 1 viznachayetsya funkciyeyu f x 2 x displaystyle f x 2 x Gomomorfizm ye in yektivnim ale ne ye syur yektivnim Dijsni chisla ye kilcem sho maye dodavannya i mnozhennya Mnozhina vsih 2 2 displaystyle 2 times 2 matric takozh kilce nad dodavannyam matric i mnozhennyam matric Yaksho mi viznachimo funkciyu mizh cimi kilcyami tak f r r 0 0 r displaystyle f r begin pmatrix r amp 0 0 amp r end pmatrix de r displaystyle r dijsne chislo Todi f displaystyle f gomomorfizm kilec bo f displaystyle f zberigaye i dodavannya f r s r s 0 0 r s r 0 0 r s 0 0 s f r f s displaystyle f r s begin pmatrix r s amp 0 0 amp r s end pmatrix begin pmatrix r amp 0 0 amp r end pmatrix begin pmatrix s amp 0 0 amp s end pmatrix f r f s i mnozhennya f r s r s 0 0 r s r 0 0 r s 0 0 s f r f s displaystyle f rs begin pmatrix rs amp 0 0 amp rs end pmatrix begin pmatrix r amp 0 0 amp r end pmatrix begin pmatrix s amp 0 0 amp s end pmatrix f r f s Inshij priklad nenulovi kompleksni chisla utvoryuyut grupu nad mnozhennyam tak samo yak nenulovi dijsni chisla Nul treba viklyuchiti bo vin ne maye obernenogo elementa yakij povinen buti v elementiv grupi Viznachimo funkciyu f displaystyle f z nenulovih kompleksnih chisel v nenulovi dijsni chisla tak f z z displaystyle f z z De f z displaystyle f z absolyutne znachennya abo modul kompleksnogo chisla z displaystyle z Todi f displaystyle f gomomorfizm grupi bo vono zberigaye mnozhennya f z 1 z 2 z 1 z 2 z 1 z 2 f z 1 f z 2 displaystyle f z 1 z 2 z 1 z 2 z 1 z 2 f z 1 f z 2 Zauvazhte sho f displaystyle f ne mozhna poshiriti na gomomorfizm grup z kompleksnih v dijsni bo vona ne zberigaye dodavannya z 1 z 2 z 1 z 2 displaystyle z 1 z 2 neq z 1 z 2 Yak priklad na diagrami pokazano gomomorfizm monoyidu f displaystyle f vid monoyidu N 0 displaystyle mathbb N 0 do monoyidu N 1 displaystyle mathbb N times 1 Zavdyaki riznim nazvam vidpovidnih operacij vlastivosti zberezhennya strukturi yakim zadovolnyaye f zapishutsya yak f x y f x f y displaystyle f x y f x times f y ta f 0 1 displaystyle f 0 1 Kompozicijna algebra A displaystyle A nad polem F displaystyle mathbb F maye kvadratichnu formu yaka nazivayetsya normoyu N A F displaystyle N colon A rightarrow mathbb F yaka ye grupovim gomomorfizmom z en algebri A displaystyle A u mutiplikativnu grupu polya F displaystyle mathbb F Tipi gomomorfizmivKozhen tip algebrichnih struktur maye svij gomomorfizm Gomomorfizm grup Gomomorfizm kilec Linijnij operator gomomorfizm vektornih prostoriv Chastkovi vipadkiDekilka vidiv gomomorfizmu mayut specialni nazvi yaki takozh viznachayutsya dlya zagalnih morfizmov Izomormizm Izomorfizm biyektivnij gomomorfizm 134 28 Izomorfizm mizh algebrichnimi strukturami odnogo tipu zazvichaj viznachayut yak biyektivnij gomomorfizm U bilsh zagalnomu konteksti teoriyi kategorij izomorfizm viznachayetsya yak morfizm yakij maye obernene vidobrazhennya yake takozh ye morfizmom U vipadku algebrayichnih struktur ci dva oznachennya ye ekvivalentnimi hocha voni mozhut vidriznyatisya dlya nealgebrayichnih struktur yaki mayut mnozhinu nosiya Tochnishe yaksho f A B displaystyle f colon A to B ye gomo morfizmom to vin maye obernenij yaksho isnuye gomomorfizm g B A displaystyle g colon B to A takij sho f g Id B ta g f Id A displaystyle f circ g operatorname Id B quad text ta quad g circ f operatorname Id A Yaksho A displaystyle A ta B displaystyle B mayut mnozhini nosiyi ta f A B displaystyle f colon A to B maye obernene vidobrazhennya g displaystyle g todi f displaystyle f ye biyektivnim Dijsno f displaystyle f ye in yektivnim oskilki z f x f y displaystyle f x f y viplivaye sho x g f x g f y y displaystyle x g f x g f y y ta f displaystyle f ye syur yektivnim tak yak dlya bud yakogo x displaystyle x z B displaystyle B mayemo sho x f g x displaystyle x f g x i x displaystyle x ye obrazom elementa z A displaystyle A Navpaki yaksho f A B displaystyle f colon A to B biyektivnij gomomorfizm mizh algebrayichnimi strukturami nehaj g B A displaystyle g colon B to A take vidobrazhennya shob g y displaystyle g y yedinij element x displaystyle x z A displaystyle A takij sho f x y displaystyle f x y Mayemo sho f g Id B displaystyle f circ g operatorname Id B ta g f Id A displaystyle g circ f operatorname Id A i zalishayetsya lishe pokazati sho g displaystyle g ye gomomorfizmom Yaksho displaystyle ye binarnoyu operaciyeyu strukturi to dlya bud yakoyi pari x displaystyle x y displaystyle y elementiv z B displaystyle B mayemo g x B y g f g x B f g y g f g x A g y g x A g y displaystyle g x B y g f g x B f g y g f g x A g y g x A g y i takim chinom g displaystyle g sumisnij z operaciyeyu displaystyle Oskilki dovedennya analogichne dlya bud yakoyi arnosti to ce oznachaye sho g displaystyle g gomomorfizm Ce dovedennya ne pracyuye dlya nealgebrayichnih struktur Napriklad dlya topologichnih prostoriv morfizm ye neperervnim vidobrazhennyam a obernene do biyektivnogo neperervnogo vidobrazhennya ne obov yazkovo ye neperervnim Izomorfizm topologichnih prostoriv yakij nazivayetsya gomeomorfizmom abo bineperervnim vidobrazhennyam takim chinom ye biyektivnim neperervnim vidobrazhennyam obernene do yakogo takozh ye neperervnim Endomorfizm Endomorfizm gomomorfizm algebrayichnoyi kategoriyi samoyi v sebe Endomorfizm ce gomomorfizm oblast viznachennya yakogo zbigayetsya z en abo v bilsh zagalnomu sensi morfizm dzherelo yakogo dorivnyuye cili 135 Endomorfizmi algebrichnoyi strukturi abo ob yekta kategoriyi utvoryuyut monoyid za kompoziciyeyu Endomorfizmi vektornogo prostoru abo modulya utvoryuyut kilce U vipadku vektornogo prostoru abo vilnogo modulya skinchennoyi rozmirnosti vibir bazisu indikuye izomorfizm kilcya mizh kilcem endomorfizmiv i kilcem kvadratnih matric tiyeyi zh rozmirnosti Avtomorfizm Avtomorfizm endomorfizm sho ye odnochasno izomorfizmom 135 Avtomorfizmi algebrichnoyi strukturi abo ob yekta kategoriyi utvoryuyut grupu za kompoziciyeyu yaka nazivayetsya grupoyu avtomorfizmiv strukturi Bagato imennih grup ye grupami avtomorfizmiv deyakoyi algebrichnoyi strukturi Napriklad zagalna linijna grupa G L n k displaystyle rm GL n k grupa avtomorfizmiv vektornogo prostoru rozmirnosti n displaystyle n nad polem k displaystyle k Grupi avtomorfizmiv poliv buli vvedeni Evaristom Galua pri doslidzhenni koreniv mnogochleniv i ye osnovoyu teoriyi Galua Monomorfizm Monomorfizm in yektivnij gomomorfizm 134 29 U zagalnomu konteksti teoriyi kategorij monomorfizm viznachayetsya yak morfizm yakij ye livim skorochennyam Ce oznachaye sho gomo morfizm f A B displaystyle f colon A to B ye monomorfizmom yaksho dlya bud yakoyi pari morfizmiv g displaystyle g h displaystyle h z bud yakogo inshogo ob yekta C displaystyle C v A displaystyle A z f g f h displaystyle f circ g f circ h viplivaye sho g h displaystyle g h Ci dva oznachennya monomorfizmu ekvivalentni dlya vsih zagalnih algebrayichnih struktur Tochnishe voni ekvivalentni dlya poliv dlya yakih bud yakij gomomorfizm ye monomorfizmom i dlya mnogovidiv universalnoyi algebri tobto algebrayichnih struktur dlya yakih operaciyi i aksiomi totozhnosti viznachayutsya bez bud yakih obmezhen polya ne utvoryuyut mnogovidiv tak yak multiplikativni oberneni viznachayutsya abo yak unitarna operaciya abo yak vlastivist mnozhennya yaki v oboh vipadkah viznachayutsya tilki dlya nenulovih elementiv Zokrema dva oznachennya monomorfizmu ekvivalentni dlya mnozhin magm napivgrup monoyidiv grup kilc poliv vektornih prostoriv i moduliv en ce gomomorfizm yakij maye livij obernenij i takim chinom sam ye pravim obernenim cogo inshogo gomomorfizmu Tobto gomomorfizm f A B displaystyle f colon A to B ye rozsheplenim monomorfizmom yaksho isnuye gomomorfizm g B A displaystyle g colon B to A takij sho g f Id A displaystyle g circ f operatorname Id A Rozsheplenij monomorfizm zavzhdi ye monomorfizmom dlya oboh znachen monomorfizmu Dlya mnozhin i vektornih prostoriv bud yakij monomorfizm ye rozsheplenim monomorfizmom ale cya vlastivist ne vikonuyetsya dlya bilsh zagalnih algebrayichnih struktur Epimorfizm Epimorfizm syur yektivnij gomomorfizm V algebri epimorfizmi chasto viznachayutsya yak syur yektivni gomomorfizmi 134 43 Z inshogo boku v teoriyi kategorij epimorfizmi viznachayutsya yak skorotni sprava morfizmi Ce oznachaye sho gomo morfizm f A B displaystyle f colon A to B ye epimorfizmom yaksho dlya bud yakoyi pari g displaystyle g h displaystyle h morfizmiv z B displaystyle B do bud yakogo inshogo ob yekta C displaystyle C rivnist g f h f displaystyle g circ f h circ f oznachaye g h displaystyle g h Syur yektivnij gomomorfizm zavzhdi ye skorotnim sprava ale cya domovlenist ne zavzhdi virna dlya algebrayichnih struktur Odnak dva viznachennya epimorfizmu totozhni dlya mnozhin vektornih prostoriv abelevih grup moduliv div nizhche dlya dovedennya i grup Vazhlivist cih struktur u vsij matematici i osoblivo v linijnij algebri ta gomologichnij algebri mozhe poyasniti spivisnuvannya dvoh netotozhnih viznachen Algebrayichni strukturi dlya yakih isnuyut nesyur yektivni epimorfizmi vklyuchayut napivgrupi i kilcya Osnovnim prikladom ye te sho cili chisla vhodyat do racionalnih chisel sho ye gomomorfizmom kilec i multiplikativnih napivgrup Dlya oboh struktur ce monomorfizm i ne syur yektivnij epimorfizm ale ne izomorfizm Shirokim uzagalnennyam cogo prikladu ye lokalizaciya kilcya multiplikativnoyu mnozhinoyu Kozhna lokalizaciya ce kilcevij epimorfizm yakij v zagalnomu vipadku ne syur yektivnij Oskilki lokalizaciyi ye fundamentalnimi v komutativnij algebri ta algebrichnij geometriyi ce mozhe poyasniti chomu v cih oblastyah viznachennya epimorfizmiv yak skorotnih sprava gomomorfizmiv yak pravilo ye krashim en ce gomomorfizm sho maye prave obernennya i takim chinom sam po sobi ye livim obernennyam vid cogo inshogo gomomorfizmu Tobto gomomorfizm f A B displaystyle f colon A rightarrow B ye rozdilenim epimorfizmom yaksho isnuye gomomorfizm g B A displaystyle g colon B rightarrow A takij sho f g Id B displaystyle f circ g operatorname Id B Rozdilenij epimorfizm zavzhdi ye epimorfizmom dlya oboh znachen epimorfizmu Dlya mnozhin ta vektornih prostoriv bud yakij epimorfizm ce rozdilenij epimorfizm ta cya vlastivist ne bude vikonuvatisya dlya vsih algebrayichnih struktur U pidsumku mayemo rozdilenij epimorfizm displaystyle Rightarrow epimorfizm syur yektivnij displaystyle Rightarrow epimorfizm skorotnij sprava ostannye znachennya ekvivalentnist mnozhin vektornih prostoriv moduliv i abelevih grup pershe znachennya ekvivalentnist mnozhin i vektornih prostoriv Yadro ta obraz gomomorfizmuGomomorfizm ϕ A B displaystyle phi colon A rightarrow B viznachaye vidnoshennya ekvivalentnosti displaystyle sim v A displaystyle A tak x y ϕ x ϕ y displaystyle x sim y iff phi x phi y Vidnoshennya displaystyle sim nazivayetsya yadrom ϕ displaystyle phi Faktor mnozhina X displaystyle X sim izomorfna obrazu ϕ displaystyle phi VlastivostiMnozhina vsih endomorfizmiv mnozhini X displaystyle X utvoryuye monoyid poznachayetsya End X displaystyle operatorname End X Mnozhina vsih avtomorfizmiv mnozhini X displaystyle X utvoryuye grupu poznachayetsya Aut X displaystyle operatorname Aut X Praktichne znachennyaPonyattya gomomorfizmu i sporidneni z nim ponyattya izomorfizmu i avtomorfizmu mayut velichezne praktichne znachennya tak yak voni dozvolyayut predstavlyati odnu model inshoyu modellyu Div takozhTeorema pro gomomorfizmi Teoremi pro izomorfizmi Gomeomorfizm DifeomorfizmPrimitkiFricke Robert 1897 1912 Vorlesungen uber die Theorie der automorphen Functionen B G Teubner OCLC 29857037 Div Ritter Ernst 1892 Die eindeutigen automorphen Formen vom Geschlecht Null eine Revision und Erweiterung der Poincare schen Satze The unique automorphic forms of genus zero a revision and extension of Poincare s theorem Mathematische Annalen nim 41 1 82 doi 10 1007 BF01443449 S2CID 121524108 From footnote on p 22 Ich will nach einem Vorschlage von Hrn Prof Klein statt der umstandlichen und nicht immer ausreichenden Bezeichnungen holoedrisch bezw hemiedrisch u s w isomorph die Benennung isomorph auf den Fall desholoedrischenIsomorphismus zweier Gruppen einschranken sonst aber von Homomorphismus sprechen Following a suggestion of Prof Klein instead of the cumbersome and not always satisfactory designations holohedric or hemihedric etc isomorphic I will limit the denomination isomorphic to the case of a holohedric isomorphism of two groups otherwise however I will speak of a homomorphism Fricke Robert 1892 Ueber den arithmetischen Charakter der zu den Verzweigungen 2 3 7 und 2 4 7 gehorenden Dreiecksfunctionen On the arithmetic character of the triangle functions belonging to the branch points 2 3 7 and 2 4 7 Mathematische Annalen nim 41 443 468 doi 10 1007 BF01443421 S2CID 120022176 From p 466 Hierdurch ist wie man sofort uberblickt eine homomorphe Beziehung der Gruppe G 63 auf die Gruppe der mod n incongruenten Substitutionen mit rationalen ganzen Coefficienten der Determinante 1 begrundet Thus as one immediately sees a homomorphic relation of the group G 63 is based on the group of modulo n incongruent substitutions with rational whole coefficients of the determinant 1 From footnote on p 466 Im Anschluss an einen von Hrn Klein bei seinen neueren Vorlesungen eingefuhrten Brauch schreibe ich an Stelle der bisherigen Bezeichnung meroedrischer Isomorphismus die sinngemassere Homomorphismus Following a usage that has been introduced by Mr Klein during his more recent lectures I write in place of the earlier designation merohedral isomorphism the more logical homomorphism Birkhoff Garrett 1967 Lattice theory American Mathematical Society Colloquium Publications t 25 vid 3rd Providence R I American Mathematical Society ISBN 978 0 8218 1025 5 MR 0598630 Stanley N Burris H P Sankappanavar 2012 A Course in Universal Algebra PDF ISBN 978 0 9880552 0 9 1971 T 5 Springer Verlag Exercise 4 in section I 5 ISBN 0 387 90036 5 Zbl 0232 18001 Dăscălescu Sorin Năstăsescu Constantin Raianu Șerban 2001 Hopf Algebra An Introduction Pure and Applied Mathematics T 235 New York NY Marcel Dekker s 363 ISBN 0824704819 Zbl 0962 16026 NotatkiYak ce chasto buvaye ale ne zavzhdi tut vikoristovuyutsya odnakovi simvoli dlya operaciyi dlya oboh mnozhin A displaystyle A ta B displaystyle B CituvannyaLiteraturaUkrayinskoyu ukr Elementi teoriyi grup ta teoriyi kilec I F Golinej 2023 153 s Inshimi movami Universalnaya algebra Moskva Mir 1968 351 s ros