Matemática · Glossário

O que é Morfismo de grupos?

Também chamado de: núcleo

Definição 7.10 Matemática universitária — Graduação 1 · Capítulo 7 — Estruturas Algébricas

Sejam (G,)(G, *) e (G,)(G', \star) grupos. Uma aplicação f ⁣:GGf \colon G \to G' é um morfismo quando

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

Então f(eG)=eGf(e_G) = e_{G'} e f(x1)=f(x)1f(x^{-1}) = f(x)^{-1}. O núcleo e a imagem de ff são

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

Um morfismo bijetivo é um isomorfismo; a sua aplicação inversa é então automaticamente um morfismo.

Exemplos

Exemplo 7.12

exp ⁣:(R,+)(R+,×)\exp \colon (\R, +) \to (\R_+^*, \times) é um morfismo (ex+y=exey\eu^{x+y} = \eu^x \eu^y), bijetivo (Proposição 4.1): as estruturas aditiva e multiplicativa são isomorfas — a razão de ser histórica dos logaritmos. Outro morfismo: θeiθ\theta \mapsto \eu^{\iu\theta} de (R,+)(\R, +) sobre o círculo unitário (U,×)(\mathbb{U}, \times), com núcleo 2πZ2\pi\Z.

Exemplo 7.13 (O morfismo sinal)

A aplicação s ⁣:(R,×)({±1},×)s \colon (\R^*, \times) \to (\{\pm1\}, \times) que envia xx ao seu sinal é um morfismo: o sinal de um produto é o produto dos sinais. O seu núcleo é (0,+)\intoo0{+\infty} (um subgrupo, como a Definição 7.10 promete), e a sua imagem é todo o {±1}\{\pm1\}: sobrejetivo, maciçamente não injetivo. Duas lições gerais em miniatura. Primeira, um morfismo pode esmagar informação: ss nada guarda de xx além de um bit, e isso é a sua virtude — argumentos de sinal são exatamente os cálculos que se fatoram por ss. Segunda, os morfismos para {±1}\{\pm1\} são os “invariantes” mais simples: o sinal das permutações, construído no problema de fim de semana deste capítulo, é o mesmo fenômeno no grupo Sn\mathfrak S_n, e os argumentos de paridade que ele alimenta descem todos por um morfismo de dois valores desse tipo.

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