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同構基本定理
來源:互聯網

同構基本定理,即同態基本定理,由艾米·諾特提出。包含三個定理,在泛代數領域有廣泛的應用,證明了一些自然同構的存在性。

來源出處

同構基本定理最早由埃米·諾特(Emmy Noether)在她于1927在德國數學期刊數學分析(Mathematische Annalen)發表的論文Abstrakter Aufbau der Idealtheorie in algebraischen Zahl- und Funktionenk?rpern中明確闡述。

定義定理

群同態定理

我們首先敘述群論中的同態基本定理,他們的形式相對簡單,卻表達了商群的重要性質。定理的敘述中用到了關于正規子群的等價類概念。

第一基本定理

敘述:如果f是群G到群H的一個群同態,則

f的核(kernel)K是G的正規子群;商群G/K群同構于f的像(image);f的像是H的子群。數學表達

G,H是群是群同態則是H的子群。群同態第二基本定理(或稱群同態第三基本定理)敘述:如果H和K是群G的子群,H是K的正規化子的子群,則

H與K的乘積HK是G的子群;K是HK的正規子群,H∩K是H的正規子群;HK/K同構于H/(H∩K)。數學表達

H,K是G的子群H是的子群則HK是G的子群群同態第三基本定理或稱群同態第二基本定理)敘述:如果M、N是G的正規子群,M屬于N,那么

M是N的正規子群;N/M是G/M的正規子群;(G/M)/(N/M)同構于G/N。數學表達

環和模上形式

將定理中的“群”換為“R-模”,將“正規子群”換為“子模”,就得到對于確定的環R上的模的同構基本定理,(因此同構基本定理對于確定的域上的向量空間也成立)對于向量空間,同構第一基本定理即是秩-零化度定理。將定理中的“群”換為“環”,“子群”換為“子環”,“正規子群”換為“理想”,“商群”換為“商環”就得到環的同構基本定理。與子群的乘積HK相對應的定義是子模,子環,子空間的并,用H+K而不再用HK表示。具體的定義是:

定理推廣

廣泛代數中,正規子群被推廣為更廣泛的共軛類的概念。

設A是一個代數結構,A的一個同余類是A上的一個等價關系Φ,可看作是AxA上的子代數。等價類A/Φ的集合在定義了適合的運算法則后,便可成為與A同類型的代數結構。

第一同構定理

設A和B是兩個代數結構,f是A到B的態射,則A等價關系Φ:a~b當且僅當f(a)=f(b)是A上的一個同余類,并且A/Φ同構于f的像(B的子代數)。

第二同構定理

設B是A的子代數,Φ是A上的同余類。令[B]Φ是所有包含B種元素的同余類的集合,它是A/Φ的一個子集;ΦB是Φ限制在BxB上的部分。那么[B]Φ是A/Φ的子代數結構,ΦB是B上的同余類,并且[B]Φ同構于B/ΦB。

第三同構定理

設A是一個代數結構,Φ和Ψ是A上的兩個同余關系,Ψ包含于Φ。則Φ定義了A/Ψ上的一個同余類Θ:[a]~[b]當且僅當a與b關于Φ同余([a]表示a所在的Ψ-等價類),并且A/Φ同構于(A/Ψ)/Θ。

參考資料 >

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