同态
字数 706 2025-10-28 00:05:06
同态
同态是代数结构之间保持运算的映射。设有两个代数结构(如群、环、模)\((A, \cdot)\) 和 \((B, \circ)\),一个映射 \(f: A \to B\) 称为同态,如果对任意 \(a_1, a_2 \in A\),满足 \(f(a_1 \cdot a_2) = f(a_1) \circ f(a_2)\)。例如,对于群同态,还需满足 \(f(e_A) = e_B\)(单位元映射到单位元)。
同态基本定理
同态基本定理揭示了同态与商结构的关系。若 \(f: G \to H\) 是群同态,则 \(\ker f = \{ g \in G \mid f(g) = e_H \}\) 是 \(G\) 的正规子群,且 \(G / \ker f \cong \operatorname{im} f\)。类似结论对环、模等结构也成立,其中环同态需将核替换为理想。
单同态与满同态
若同态 \(f\) 是单射,则称为单同态(此时 \(\ker f = \{e\}\));若 \(f\) 是满射,则称为满同态。满同态 \(f: A \to B\) 可诱导同构 \(A / \ker f \cong B\),这是同态基本定理的直接推论。
同态的应用:结构比较
同态允许通过较简单的结构(如商群)研究复杂结构。例如,在群论中,若存在满同态 \(f: G \to H\),则 \(H\) 的结构可由 \(G\) 和 \(\ker f\) 完全确定。在模论中,同态可用于分析线性映射的核与像,关联向量空间分解。