Кіріспе

Гомоморфизмнің бейнесі мен ядросы бар топқа қатысты теорема. Абстрактілік алгебрада гомоморфизмдер туралы негізгі теорема, сондай-ақ негізгі гомоморфизм теоремасы немесе бірінші изоморфизм теоремасы деп аталатын бұл теорема, гомоморфизм арқылы байланыстырылған екі объектінің құрылымын, сондай-ақ гомоморфизмнің ядросы мен бейнесін байланыстырады. Гомоморфизм теоремасы изоморфизм теоремаларын дәлелдеуге қолданылады.

Дәлел

Дәлел гомоморфизмдер туралы екі негізгі фактіден туындайды, атап айтқанда, олардың топтық амалды сақтауы және бейтарап элементті бейтарап элементке жіберуі. Біз егер φ – топтар гомоморфизмі болса, онда: H – 1 = im(φ) -ға изоморфты болатын 1 = H-ның ішкі тобы екенін көрсетуіміз керек.

1 -нің дәлелі

Бұл операция топтық операция болып табылады. Егер 1= a, b ∈ im(φ) болса, онда 1= φ(b') = b болатын элементтер бар. Осы және 1= b үшін, бізде (φ топтық операцияны сақтайды, сондықтан) және осылайша, жабылу қасиеті 1= im(φ)-да орындалады. Сәйкестік элементі де im(φ)-да болады, өйткені φ, G-дің сәйкестік элементін оған бейнелейді. im(φ)-дағы әрбір элементтің керісі бар, мұндай керісі 1= (φ(b'))⁻¹ = φ⁻¹(b) болатынын ескерсек (φ кері қасиетін де сақтайды), сондықтан im(φ)-дағы әрбір элемент үшін керісі бар, демек, im(φ) – 1= H-дің кіші тобы.

Қолданбалар

Негізгі гомоморфизм теоремасының топтық теориялық нұсқасын екі таңдалған топтың изоморфты екенін көрсетуге болады. Төменде екі мысал берілген.

Modulo n бүтін сандар

Әрбір 1= n ∈ \mathbb{N} үшін топтарды және және (модульді арифметиканы қараңыз) арқылы анықталатын топтық гомоморфизмді қарастырайық. 1= f ядросын қарастырайық, 1= \text{ker} (f) = n \mathbb{Z}, ол 1= \mathbb{Z} тобындағы қалыпты кіші топ. 1= m ↦ m + n\mathbb{Z} арқылы анықталатын табиғи сюръективті гомоморфизм бар. Теорема 1= \mathbb{Z} мен 1= \mathbb{Z}/n\mathbb{Z} арасында изоморфизм бар екенін көрсетеді, яғни 1= \mathbb{Z} n ≅ \mathbb{Z}/n \mathbb{Z}. Коммутативті диаграмма төменде көрсетілген.

N/C теоремасы

Болсын, G тобының H қосалқы тобы бар. Орталықтандырғыш, қалыптандырғыш және G тобындағы H-тың автоморфизм тобы болсын. Содан кейін N/C теоремасы бойынша, N/C, Aut(H) тобының қосалқы тобына изоморфты.

Дәлел

Біз барлық 1= h ∈ H үшін 1= g ↦ ghg⁻¹ арқылы анықталған топтық гомоморфизмді таба аламыз. Осы гомоморфизмнің ядросы 1= C<sub>G</sub>(H) болады. Сондықтан, бізде 1= g ↦ gC(H) арқылы анықталған табиғи сюръективті гомоморфизм бар. Негізгі гомоморфизм теоремасы 1= φ(N<sub>G</sub>(H)) арасындағы изоморфизмнің бар екенін көрсетеді, ол 1= Aut(H) тобының кіші тобы болып табылады.

Басқа нұсқалар

Осындай теоремалар моноидтар, векторлық кеңістіктер, модульдер және сақиналар үшін де қолданылады.