• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.定义
  • 4.正式表述
  • 5.目的
  • 6.性质
  • 7.参考资料

同构

数学术语

同构(isomorphism)在抽象代数中,指的是一个保持结构的双射。

在更一般的范畴论语言中,同构指的是一个态射,且存在另一个态射,使得两者的复合是一个恒等态射1

基本信息

  • 中文名

    同构

  • 外文名

    isomorphism2

  • 应用学科

    抽象代数

  • 常见同构

    群同构环同构等

  • 应用

    代数运算

  • 定义

    保持结构的双射

定义

一个imageimage间的一一映射image是一个对于代数运算imageimage来说的imageimage间的同构映射,简称同构,假如在image之下,不管a,b是A的哪两个元,只要image,就有image

常见的同构有:自同构,群同构,环同构,域同构,向量空间同构

其中自同构定义为:存在E和F两个集合,且对于E、F各存在一种运算,我们记作(符号可更换)*·,对于E、F,*·分别封闭(即对于任意两个集合内的元素,进行运算之后依然为该集合的元素,详情见群论)。我们说f是一个同构当且仅当f∈Γ(E,F) 和f是一个双射且对于E内的任意元素a,b都有f(a*b)=f(a)·f(b)。如果上面所描述的E、F为同一集合E,则说f是一个自同构1

正式表述

同构是在数学对象之间定义的一类映射,它能揭示出在这些对象的属性或者操作之间存在的关系。若两个数学结构之间存在同构映射,那么这两个结构叫做“是同构的”。一般来说,如果忽略同构对象的属性或操作的具体定义,单从结构上讲,同构的对象是完全等价的。

假设M,M′是两个乘集,也就是说M和M′是两个各具有一个闭合的结合法(一般写成乘法)的代数系,σ是M射到M′的双射,并且任意两个元的乘积的像是这两个元的像的乘积,即对于M中任意两个元a,b满足σ(a·b)=σ(a)·σ(b);也就是说,当a→σ(a),b→σ(b)时,a·b→σ(a)·σ(b);那么这映射σ就叫做M到M′上的同构。又称M与M′同构,记作M~M′3

目的

在数学中研究同构的主要目的是为了把数学理论应用于不同的领域。如果两个结构是同构的,那么其上的对象会有相似的属性和操作,对某个结构成立的命题在另一个结构上也就成立。因此,如果在某个数学领域发现了一个对象结构同构于某个结构,且对于该结构已经证明了很多定理,那么这些定理马上就可以应用到该领域。如果某些数学方法可以用于该结构,那么这些方法也可以用于新领域的结构。这就使得理解和处理该对象结构变得容易,并往往可以让数学家对该领域有更深刻的理解3

性质

对于image

假定对于代数运算来说imageimage同构,那么对于代数运算来说imageimage没有什么本质性的区别,只有命名上的不同,若一个集合有一个只于这个集合的代数运算有关的性质,那么另一个集合有一个完全类似的性质。

参考资料

  • 1
    王庆丽. 同构映射的数学思想及其应用[J]. 河北民族师范学院学报, 2003, 23(2):7-7.
  • 2
    同构科技大数据知识发现平台(引用日期 2022-03-15)
  • 3
    王高振. 几种证明群同态与同构的常见方法[J]. 课程教育研究:新教师教学, 2013(36).