抽象代数 I · 第一同构定理

整块相加,还是先送到像中相加?

设 f:ℤₘ→ℤₙ,f(k)=ak,并令 N=ker f。商群的一个元素是一整块纤维。选定两块以后,我们沿两条路径计算,查看结果怎样对齐。

先确认这些块来自一个同态

核的元素数
商群的块数
实际像的元素数
整个陪域的元素数

选的是块,代表元可以换

每个选择框中的 r+N 都是商群里的一个元素。右侧选一个属于这块的原群元素,只是为这次计算挑一个代表。

甲 · 第一个商群元素

乙 · 第二个商群元素

路径甲:先在商群相加

先算代表元,再找它所在的块,最后把整块映到实际像。

  1. 在源群内相加代表元

  2. 把和所在的块作为商群答案

  3. 经同构 f̄ 送到实际像

    这一箭头的输入是整块陪集,输出是像中的一个元素。

路径乙:先把两块映过去

每块对应一个实际输出。把这两个输出按陪域原有的加法相加。

  1. 两块分别映到自己的输出

  2. 在实际像中相加

  3. 与另一条路径核对

    这次比较检查的是保运算,不能由两边元素数量相同来代替。

全部商群元素,与全部实际输出

每行左边是一块,右边是它唯一的输出。甲、乙和本次的和都在列表中标出。

把像放回整个陪域里看

实际像中的元素未到达的陪域元素

本实验枚举一个有限循环群例子。一般的第一同构定理还要证明:换代表元同像、同像必同块、每个实际输出都有一块,以及两边运算被保留。核的陪集是商群元素,这些元素本身都是集合。