高等群論

同構定理

當你用同態壓縮一個代數對象的一部分時,被抹去的部分(核)與被保留的部分(像)緊密相連。同構定理就是一再告訴你「源對象模去被抹去的東西等於像」的精確規則。它們是商對象的基本語法。

共有三條,此處對群陳述(對模、環等有類比)。第一:若 f : G -> H 是同態,則 G / ker(f) 同構於 im(f)。第二(菱形定理):對 G 的子群 A 與正規子群 N,AN/N 同構於 A/(A ∩ N)。第三(對應/商定理):對 G 的正規子群 N ⊆ M,(G/N)/(M/N) 同構於 G/M,且包含 N 的 G 的子群與 G/N 的子群之間存在保持包含關係的雙射。

這些定理讓你無需親手構造便能與商對象計算:要辨認 G/N,只需找一個以 N 為核的從 G 出發的同態,再讀出其像。它們與其說深刻,不如說基礎——從約當-赫爾德定理到模理論,幾乎每個後續結構論證都是它們的有組織的應用。一個誠實的提醒在於記帳:第二與第三定理要求所涉子群在陳述處確為正規,忘記這點是常見錯誤之源。

行列式 det : GL(n, R) -> R^* 是以 SL(n, R) 為核的同態,故由第一同構定理 GL(n, R) / SL(n, R) 同構於 R^*。同樣地,映射 Z -> Z/nZ 以 nZ 為核,給出 Z/nZ 即 Z 模 nZ——這是商對象的原型。

第一同構定理應用於行列式。

又稱
Noether isomorphism theorems诺特同构定理諾特同構定理