Wiskunde · Begrippenlijst

Wat is Groepsmorfisme?

Ook bekend als: morfisme van groepen · kern

Definitie 7.10 Universitaire wiskunde — Bachelor jaar 1 · Hoofdstuk 7 — Algebraïsche structuren

Zij (G,)(G, *) en (G,)(G', \star) groepen. Een afbeelding f ⁣:GGf \colon G \to G' heet een morfisme wanneer

x,yG,f(xy)=f(x)f(y).\forall x, y \in G, \qquad f(x * y) = f(x) \star f(y).

Dan is f(eG)=eGf(e_G) = e_{G'} en f(x1)=f(x)1f(x^{-1}) = f(x)^{-1}. De kern en het beeld van ff zijn

kerf=f1({eG})G,imf=f(G)G.\ker f = f^{-1}(\{e_{G'}\}) \leq G, \qquad \operatorname{im} f = f(G) \leq G' .

Een bijectief morfisme heet een isomorfisme; zijn inverse afbeelding is dan automatisch een morfisme.

Voorbeelden

Voorbeeld 7.12

exp ⁣:(R,+)(R+,×)\exp \colon (\R, +) \to (\R_+^*, \times) is een morfisme (ex+y=exey\eu^{x+y} = \eu^x \eu^y) en bijectief (Propositie 4.1): de additieve en de multiplicatieve structuur zijn isomorf — de historische bestaansreden van de logaritmen. Nog een morfisme: θeiθ\theta \mapsto \eu^{\iu\theta} van (R,+)(\R, +) op de eenheidscirkel (U,×)(\mathbb{U}, \times), met kern 2πZ2\pi\Z.

Voorbeeld 7.13 (Het tekenmorfisme)

De afbeelding s ⁣:(R,×)({±1},×)s \colon (\R^*, \times) \to (\{\pm1\}, \times) die xx naar zijn teken stuurt is een morfisme: het teken van een product is het product van de tekens. Haar kern is (0,+)\intoo0{+\infty} (een deelgroep, zoals Definitie 7.10 belooft), haar beeld heel {±1}\{\pm1\}: surjectief, en massaal niet-injectief. Twee algemene lessen in het klein. Ten eerste kan een morfisme informatie vermorzelen: ss onthoudt van xx niets dan één bit, en dat is juist haar deugd — argumenten met tekens zijn precies de berekeningen die door ss heen factoriseren. Ten tweede zijn morfismen naar {±1}\{\pm1\} de eenvoudigste “invarianten”: de signatuur van permutaties, opgebouwd in de weekendopgave van dit hoofdstuk, is hetzelfde verschijnsel op de groep Sn\mathfrak S_n, en alle pariteitsargumenten die zij aandrijft dalen door zo’n tweewaardig morfisme af.

Lees in het hoofdstuk →