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)。