Matematik

Isomorfi mellem grupper (Algebra)

31. december 2019 af Dimsum79 - Niveau: Universitet/Videregående

En opgave i faget 'Algebra 1' på KU

Betragt afbildningen f: Z^3 -> Z givet ved f(x, y, z) := 2x + 3y

Vi betragter her Z^3 og Z som abelske grupper med deres sædvanlige addition.
(1) (10 point) Vis, at f er en homomorfi og bestem dens kerne ker f
(2) (10 point) Vis, at ker f er isomorf med Z^2

(1) Virker ligetil:

f((x,y,z)+(x',y',z')) =f(x+x',y+y',z+z')=2(x+x')+3(y+y') = 2x+3y+2x'+3y'=f(x,y,z) + f(x',y',z')

Hvilket viser at f er en homorfi. Dens kerne er givet ved:

Ker f = { (x,y,z) ∈ Z^3 | f(x,y,z) = 2x+3y = 0 }

Ker f er altså en slags flade vi skal vise er isomorf med Z^2 i (2).

Burde være muligt, men jeg er dog løbet tør for ideer. Nogen derude der kan hjælpe? ;-)

Mvh Filip


Brugbart svar (1)

Svar #1
31. december 2019 af chyvak

Vink: Elementerne i Ker f kan skrives på formen (3n, -2n, z) hvor n ligger i Z. Betragt dernæst g:Ker f -> Z^2 givet ved (3n, -2n, z) |-> (n,z), n i Z. Er g en isomorfi?


Svar #2
31. december 2019 af Dimsum79

Hej og tak for vinket!

For at vise at g er en isomorfi forestiller jeg mig at jeg skal vise at g har egenskaben:

g(a+b)=g(a)+g(b), samt vise at g er 1-1 (injektiv) og 'på' (surjektiv) og dermed en isomorfi

Altså noget i retning af:

g((3n,-2n,z)+(3n',-2n',z')) = g(3(n+n'),-2(n+n'),z+z') = (n+n',z+z') = (n,z) + (n',z') = g(3n,-2n,z) + g(3n',-2n',z')

g er altså en homomorfi i mine øjne.

At g er 1-1 vises(?) således:

g(3n,-2n,z) = g(3n',-2n',z') -> (n,z) = (n',z') -> n = n' og z = z'

Altså ens funktionsværdier føres tilbage til det samme argument.

At g er surjektiv er vel klart nok(?), idet alle punkter i Z^2 kan blive ramt af g

Er det ovenstående til at sige god for?

Jeg takker ihvertfald for imputtet og godt nytår!

Mvh Filip


Brugbart svar (1)

Svar #3
02. januar 2020 af chyvak

Netop. Hvis p = (k,z) er et vilkårligt element i Z x Z, så er det billedet af netop eet element (3k, -2k, z) i Ker(f). Så g er en bijektion og med din redegørelse for, at den er en homomorfi, dermed en isomorfi.


Skriv et svar til: Isomorfi mellem grupper (Algebra)

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.