证明:群G为一交换群当且仅当映射x到x的逆是一同构映射

如题所述

群G为一交换群当且仅当映射x到x的逆是一同构映射,证明:

1、设G为交换群,σ:x→x^(-1),下证σ为同构映射

(1)任取a,b∈G,且a≠b,则σ(a)=a^(-1)≠b^(-1)=σ(b),则σ为单射;

(2)任取b∈G,由于b=(b^(-1))^(-1),因此σ(b^(-1))=b,则σ为满射;

(3)任取a,b∈G,σ(ab)=(ab)^(-1)=b^(-1)a^(-1)=a^(-1)b^(-1)=σ(a)σ(b)。

综上,σ为同构映射。

2、若σ:x→x^(-1)为一同构映射;

任取a,b∈G,则σ(a^(-1))=a,σ(b^(-1))=b;

ab=σ(a^(-1))σ(b^(-1))=σ(a^(-1)b^(-1))=σ((ba)^(-1))=ba。

因此G为交换群。

若同态映射 f 是一个双射,则称 f 为 G 到 G’ 的同构映射,这时称群 G 和 G’ 同构。

常见的同构有:自同构,群同构,环同构,域同构,向量空间同构,其中自同构定义为:存在E和F两个集合,且对于E、F各存在一种运算,我们记作(符号可更换)*和·,对于E、F,*、·分别封闭(即对于任意两个集合内的元素,进行运算之后依然为该集合的元素,详情见群论)。

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第1个回答  2012-09-28
见到群论的题就觉得很亲切
证明:
1、设G为交换群,σ:x→x^(-1),下证σ为同构映射
(1)任取a,b∈G,且a≠b,则σ(a)=a^(-1)≠b^(-1)=σ(b),则σ为单射;
(2)任取b∈G,由于b=(b^(-1))^(-1),因此σ(b^(-1))=b,则σ为满射;
(3)任取a,b∈G,σ(ab)=(ab)^(-1)=b^(-1)a^(-1)=a^(-1)b^(-1)=σ(a)σ(b)
综上,σ为同构映射;

2、若σ:x→x^(-1)为一同构映射
任取a,b∈G,则σ(a^(-1))=a,σ(b^(-1))=b
ab=σ(a^(-1))σ(b^(-1))=σ(a^(-1)b^(-1))=σ((ba)^(-1))=ba
因此G为交换群。

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第2个回答  2012-09-28
很难啊。
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