概念
反同态(anti-homomorphism)是一类特殊映射。使运算反序的映射。设G与G′是两个群,f是G到G′的映射,若对任意的a,b∈G,f(b)f(a)=f(ab),则称f是群G到群G′的一个反同态。若映射f还是一一映射,则称f为G到G′的反同构。特别地,当G′=G时,上述的反同态称为反自同态,反同构称为反自同构。
设E与F为两个群胚,f为从E到F中的映射。称f为从E到F中的反同态,如果f是从群胚E到F的反向群胚中的同态。这就等于说,对E的任一元素偶(x,y),都有:2
f(x⊥y)=f(y)⊤f(x).
在幺半群,群或环的情况下有类似的定义。
映射映射亦称为函数。数学的基本概念之一。也是一种特殊的关系。设G是从X到Y的关系,G的定义域D(G)为X,且对任何x∈X都有惟一的y∈Y满足G(x,y),则称G为从X到Y的映射。即关系G为映射时,应满足下列两个条件:
1.(x∈X)(y∈Y)(xGy).
2.(x∈X)(y∈Y)(z∈Y)((xGy∧xGz)→y=z)。这个被x∈X所惟一确定的y∈Y,通常表示为y=f(x)(x∈X)。f(x)满足:
1) f(x)∈Y.
2) G(x,f(x))成立(x∈X).
3)z∈Y,G(x,z)→z=f(x).
关系G常使用另一些记号:f:X→Y或XY。f与G的关系是y=f(x)(x∈X),当且仅当G(x,y)成立。可取变域X中的不同元素为值的变元称为自变元或自变量。同样可取变域Y中的不同元素为值的变元称为因变元或因变量。始集X称为映射f的定义域。记为D(f)或dom(f)。终集Y称为映射的陪域,记为C(f)或codom(f)。Y中与X中的元素有关系G的元素的组合{y|x(x∈X∧y=f(x)∈Y)}称为映射的值域,记为R(f)或ran(f)。.当y=f(x)时,y称为x的象,而x称为y的原象。y的所有原象所成之集用f(y)表示。对于AX,所有A中元素的象的集合{y|x(x∈A∧y=f(x)∈Y)}或{f(x)|x∈A}称为A的象。记为f(A)。对于BY,所有B中元素的原象的集合{x|x∈X∧y(y∈B∧y=f(x))}称为B的原象。记为f(B)。显然:f(A)=f(x),f(B)=f(y)。
群一种只有一个运算的、比较简单的代数结构;是可用来建立许多其他代数系统的一种基本结构。
设G为一个非空集合,a、b、c为它的任意元素。如果对G所定义的一种代数运算“·”(称为“乘法”,运算结果称为“乘积”)满足:
(1)封闭性,a·b∈G;
(2)结合律,即(a·b)c = a·(b·c);
(3)对G中任意元素a、b,在G中存在惟一的元素x,y,使得a·x= b,y·a=b,则称G对于所定义的运算“·”构成一个群。例如,所有不等于零的实数,关于通常的乘法构成一个群;时针转动(关于模12加法),构成一个群。
满足交换律的群,称为交换群。
群是数学最重要的概念之一,已渗透到现代数学的所有分支及其他学科中。凡是涉及对称,就存在群。例如,可以用研究图形在变换群下保持不变的性质,来定义各种几何学,即利用变换群对几何学进行分类。可以说,不了解群,就不可能理解现代数学。
1770年,拉格朗日在讨论代数方程根之间的置换时,首先引入群的概念,而它的名称,是伽罗华在1830年首先提出的。
同态设E与F为两个群胚,它们的合成法则分别记为⊥与⊤. 称从E到F中的映射f是群胚同态,如果对于E的任一元素偶(x,y),有:
设E与F为两个幺半群(两个群),称从E到F中的映射。f是幺半群(群)的同态,如果f是群胚的同态,且E的中性元素的象是F的中性元素。 (在群的情况下,后一个条件是自然满足的,但是从加法幺半群N到乘法幺半群N的映射x↦0是群胚的同态, 而并不因此就是幺半群的同态)。
设G为乘法群,而a为G的元素。由关系f(n)=an所定义的从加法群Z到G中的映射f是群的同态。
设A与B为两个环(两个体),称从A到B中的映射f是环(体)的同态,如果f是加法群的同态,且为乘法么半群的同态. 这就是说,对A的任一元素偶(x,y),有:
f(x+y)=f(x)+f(y)f(xy)=f(x)f(y),
并且f将A的单位元变成B的单位元.
例如,设n为非零自然数;使任一有理整数对应其对模n的剩余类映射是从环Z到环Z/nZ上的同态。设E与F为两个A-代数(两个酉A-代数)。称从E到F中的映射f是A-代数(酉A-代数)的同态,如果它是线性映射,并且是乘法群胚(乘法幺半群)的同态。
例如,设E为交换体K上的非零有限n维向量空间,而B为E的基。则从E的全体自同态之酉代数ℒ(E)到K中元素构成的全体n阶方阵之酉代数Mn (K)中的映射,如果该映射使E的任一自同态对应它在基B中的矩阵,则这一映射是酉代数的同态。
同态的概念能用抽象的方式加以推广。
自同态指从群胚,幺半群,群,环到其自身中的同态,向量空间在自身中的线性映射,等等。
设G为关于加法的交换群。赋以加法及法则(f,g)↦g°f的G的全体自同态之集是一个环。
设E为交换体K上的向量空间。赋以法则(f, g)↦g°f, E的全体自同态之向量空间是酉代数,记为ℒ(E),或End(E)。元素g°f仍记为gf。A-模的情形是类似的。
同构设E与F为两个群胚,两个幺半群,两个群,两个环,两个向量空间,两个代数或两个酉代数。称从E到F中的映射f是同构,如果f有逆映射,并且f与f是两个同态。 可以证明,任一双同态是同构。
设E与F为两个有序集。称从E到F中的映射f是同构,如果它存在逆映射,并且f与f-1都是递增的。即是说,对E的任一元素偶(x,y),关系x≤y与f(x)≤f(y)等价。在E与F皆为全序集的情况下,可以证明任一双同态是同构。例如, 指数函数x↦ex是从实数加法群R到严格正实数乘法群R*+上的同构。逆同构是对数函数x↦lnx。 二者都是递增的,这两个双射也是有序集的同构。3
自同构设E为群胚,幺半群,群,环,向量空间,代数或酉代数。从E到其自身上的同构称为E的自同构。
赋以合成法则(f,g)↦g°f后,E的自同构集是一个群,自然地称为E的自同构群,记为Aut(E).例如,设E为交换体K上的向量空间. E的同位相似是自同构,当且仅当它的比不为零。 ——现假定E为有限维的。为使E的自同态是自同构,必须且只须它是单射,或是双射。