Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 16. 06. 2012 17:08

Jirda
Místo: Karviná
Příspěvky: 216
Reputace:   
 

Nalezeni vsech homomorfismu

Zdravim,

mam za ukol nalezt vsechny homomorfismy z multiplikativni grupy zbytkovyvh trid (Z5,.) do (Z8,.) a urcit jejich jadro a obraz. Prvne bych ale vubec rad prisel na ty homomorfismy.

Pro zacatek si urcim prvky kazde grupy ([] vynecham):
Z5
1,2,3,4
pricemz v teto grupe ma 1 rad 1, 2,3 maji rad 4  a prvek 4 ma rad 2
Z8
1,3,5,7
pricemz v teto grupe ma 1 rad 1 a ostatni prvky rad 2

Zrejme budu vzdy zobrazovat identitu na identitu:
Ale jak s ostatnima, mel bych si samozrejme hlidat, aby rad obrazu delil rad jeho vzoru, ale dal, existuje nejaka rada?

Ja zvolil tento postup, postupne volim vsechny kombinace, jak zobrazovat prvky:
2 -> 3
3 -> 5
4 -> 7
tenhle kandidat homomorfismem nebude, protoze f(2.3) != f(2) . f(3)

2 -> 7
3 -> 3
4 -> 5
tenhle kandidat homomorfismem nebude, protoze f(2.3) != f(2) . f(3)

celkove jsem takovych moznosti nasel 6, ale kazdou rozbije ta cast f(2.3) != f(2) . f(3)


Teoreticky bych mohl vsechno obrazit na identitu, ale intuice mi rika, ze by to nebylo korektni, i kdyz proto nemam zadny fakticky argument.


Nevedel by prosim nekdo, jak na to? Rad bych se to na tom naucil a az prejdu tuhle cast, tak bych pokracoval tim jadrem, obrazem a homomorfismem pak ze Z8 na Z5.

Diky moc.


Matematika je jednoduchá, záleží pouze na úhlu pohledu.

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) Jirda)

#2 16. 06. 2012 17:20 — Editoval OiBobik (16. 06. 2012 17:43)

OiBobik
Moderátor
Místo: Brno/Praha
Příspěvky: 1013
Škola: MFF UK Mat. struktury
Pozice: student
Reputace:   82 
 

Re: Nalezeni vsech homomorfismu

↑ Jirda:

Ahoj,

u cyklických grup je to dost jednoduché: Zkus si rozmyslet, že homomorfismus bude už jednoznačně určen předpisem obrazu nějakého generátoru (tj. pro každý prvek $a \in \mathbb{Z}_8$ platí: dělí - li jeho řád 5 (=řád prvku 1 v $\mathbb{Z}_5$), pak existuje právě jeden homomorfismus $\varphi:\mathbb{Z}_5 \rightarrow \mathbb{Z}_8$$\varphi(1)=a$).

(EDIT: chyba - uvažoval jsem aditivní grupy, ačkoli zadány jsou multiplikativní).


"The first rule of Tautology Club is the first rule of Tautology Club." [xkcd]

Offline

 

#3 16. 06. 2012 17:31

Jirda
Místo: Karviná
Příspěvky: 216
Reputace:   
 

Re: Nalezeni vsech homomorfismu

↑ OiBobik:

Takze vsechny mozne homomorfismy jsou zobrazeni takove, ze zobrazim nejaky generator ze Z5 na nejaky generator ze Z8?

Ale tady mi neco nesedi, ty zobrazujes 1 na a, u ktereho chapu, ze je tedy generator v Z8 delici rad prvku 1, ktery je 5. Ale rad prvku 1 je prece 1, je to neutralni prvek a kazdy neutralni prvek ma rad 1. Rad 5 by mel prvek 1, kdybychom se bavili o grupe (Z5,+) ne? Ale ja mluvil o grupe zbytkovych trid s nasobenim, ktera samozrejme obsahuje jen invertibilni zbytkove tridy. Nebo se mylim?

Diky


Matematika je jednoduchá, záleží pouze na úhlu pohledu.

Offline

 

#4 16. 06. 2012 17:42

OiBobik
Moderátor
Místo: Brno/Praha
Příspěvky: 1013
Škola: MFF UK Mat. struktury
Pozice: student
Reputace:   82 
 

Re: Nalezeni vsech homomorfismu

↑ Jirda:

Promiň - nevšiml jsem si multiplikativní notace.
(hovořil jsem o cyklických grupách)

Nicméně, stejně není nic ztraceno: Všimni si, že $(\mathbb{Z}_5^{*},\cdot)$ je cyklická. $\mathbb{Z}_8^{*}$ nebude. Nicméně stále lze nahlédnout, že obrazem  Z_5 v libovolném homomorfismu musí být cyklická grupa. Tedy úvaha lze použít stále, s tím, že generátor, pro něž hledám možné obrazy, není $1$, ale $2$.

Další věc: neříkal jsem, aby ses snažil zobrazit generátor na generátor ( $\mathbb{Z}_8^{*}$ ani nemá žádný prvek, který by ji celou generoval - není cyklická), ale na prvek vhodného řádu (tj. řádu, dělícího řád generátoru $\mathbb{Z}_5^{*}$, tj. dělícího $4$).


"The first rule of Tautology Club is the first rule of Tautology Club." [xkcd]

Offline

 

#5 16. 06. 2012 17:54

Jirda
Místo: Karviná
Příspěvky: 216
Reputace:   
 

Re: Nalezeni vsech homomorfismu

↑ OiBobik:

Jasne, tedy generator na prvek radu delici rad generatoru:

To tedy znamena, ze existuji takove zobrazeni, pokud se nepletu:

f1(2) = 1, pricemz ker bude Z5 a Im 1
f2(2) = 3, pricemz ker bude 1,4 a Im bude 1,3
f3(2) = 5, pricemz ker bude 1,4 a Im bude 1,5
f4(2) = 7, pricemz ker bude 1,4 a Im bude 1,7


A jak to bude, kdybych chtel najit vsechny ze Z8 -> Z5?
Zde uz Z8 neni cyklicka, takze nemam generator.  Zrejme zadny prvek nebudu moct zobrazit na generator Z5, protoze ten je rad 4 a ja mam v Z8 jen rady 1,2.


Matematika je jednoduchá, záleží pouze na úhlu pohledu.

Offline

 

#6 16. 06. 2012 18:06 — Editoval OiBobik (16. 06. 2012 18:13)

OiBobik
Moderátor
Místo: Brno/Praha
Příspěvky: 1013
Škola: MFF UK Mat. struktury
Pozice: student
Reputace:   82 
 

Re: Nalezeni vsech homomorfismu

↑ Jirda:

No, to už není tak pěkné.

Ale tak stále se dá nahlédnout řešení, jelikož jde o tak malé grupy:

1) Jak jsi správně nahlédl, generátor grupy $\mathbb{Z}_5^{*}$ nebude v obrazu žádného homomorfismu, vedoucího ze $\mathbb{Z}_8^{*}$. Přihlédneme-li k tomu, že Im je podgrupa cílové grupy, kolik různých možných obrazů nám zbývá?

2) Pak už by neměl být problém nalézt všechny možné homomorfismy.

Pozn: Hodí se uvědomit si, že $\mathbb{Z}_8^{*}\simeq (\mathbb{Z}_2\times \mathbb{Z}_2, +)$ a $\mathbb{Z}_5^{*}\simeq (\mathbb{Z}_4, +)$. řešení homomorfismů na těch grupách je ekvivalentní a je tam všechno lépe vidět.

Není to moc obecné, ale zde to stačí.


"The first rule of Tautology Club is the first rule of Tautology Club." [xkcd]

Offline

 

#7 16. 06. 2012 18:46 — Editoval Jirda (16. 06. 2012 18:47)

Jirda
Místo: Karviná
Příspěvky: 216
Reputace:   
 

Re: Nalezeni vsech homomorfismu

↑ OiBobik:

V Im nebude tedy urcite zadny generator Z5, ktere jsou prvky 2,3.

Zbyva tedy identita a prvek 4.

Proto podle me budou existovat 4 homomorfismy a to takove, ze:

1. Vse se zobrazi na identitu
2. Vse na identitu krome 3 na 4
3. Vse na identitu krome 5 na 4
4. Vse na identitu krome 7 na 4


Jeste bych se chtel zeptat, treba kdybych mel (Z6,+) -> (Z3,+)x(Z4,+), tak zde budu generator 1 radu 6 zobrazovat takto predpokladam:
f1(1) = ([0,0])
f2(1) = ([2,2])
f3(1) = ([1,0])
f4(1) = ([0,2])
f5(1) = ([2,0])
f6(1) = ([1,2])


A kdybych mel treba najit vsechny homomorfismy ({1,-1}, . ) -> S3, tak generatorem je zde -1 radu 2. A tu budu zobrazovat na prvky radu 1,2, tedy:
f1(-1) = id, kde ker je 1,-1 a im je id
f2(-1) = (1,2), kde ker je 1 a im je (1,2)
f3(-1) = (1,3), kde ker je 1 a im je (1,3)
f4(-1) = (2,3), kde ker je 1 a im je (2,3)


No a kdybych hledal ty homomorfismy naopak, tedy S3 -> ({1,-1}, . ), tak jedine dve podgrupy, ktere mohou byt jsou {1} a {1,-1}. Navic S3 neni cyklicka.
Tzn budu muset vzdy zobrazit identitu na 1.

A budu mit dva homomorfismy? (Porad me napada pouzit funkci parity)
1. homomorfismus by byla funkce parity
2. no a pak vse zobrazit na identitu

Tady si ale nejsem prilis jisty.


Diky.


Matematika je jednoduchá, záleží pouze na úhlu pohledu.

Offline

 

#8 16. 06. 2012 19:02

OiBobik
Moderátor
Místo: Brno/Praha
Příspěvky: 1013
Škola: MFF UK Mat. struktury
Pozice: student
Reputace:   82 
 

Re: Nalezeni vsech homomorfismu

↑ Jirda:

Ty "první" homomorfismy budou čtyři, ale trochu jiné...
Představ si, že 3 zobrazím na 4 a 5 zobrazím na 1. pak nutně 7=3*5 se musí zobrazit na 4*1=4. symetricky pro zbylé homomorfismy. (lépe to jde vidět v tom isomorfismu, viz poznámka výše)

Druhá sada homomorfismů ok. (které jsou prosté?)

Třetí sada: ok, krátce řečeno: buď triviální homomorfismus nebo zobrazuji na involuce.

Čtvrtá sada:
1. to je určitě homomorfismus (tj liché přiřadím -1, sudé 1)
2. ok
jsou to všechny, ale argumentoval bych opět pouze neabstraktně, konkrétně tím, že lib. dvě různé transpozice se složí na trojcyklus, který musí mít obraz 1. tedy kdykoli má jedna transpozice obraz -1, musí mít už všechny transpozice obraz -1. tento argument ale obecně v Sn neprojde.


"The first rule of Tautology Club is the first rule of Tautology Club." [xkcd]

Offline

 

#9 16. 06. 2012 19:38

Jirda
Místo: Karviná
Příspěvky: 216
Reputace:   
 

Re: Nalezeni vsech homomorfismu

↑ OiBobik:

Takze to bude asi takhle:
Kdyz vyjdu z izomorfismu:
1. f1([1],[0]) = [0] f1([0],[1]) = [0]
2. f2([1],[0]) = [0] f2([0],[1]) = [2]
3. f3([1],[0]) = [2] f3([0],[1]) = [0]
4. f4([1],[0]) = [2] f4([0],[1]) = [2]

Pak by to melo byt takhle v tech originalnich grupach
f1(3) = 1  f1(5) = 1
f2(3) = 1  f2(5) = 4
f3(3) = 4  f3(5) = 1
f4(3) = 4  f4(5) = 4

Tady jsem si snazil pomoct prevodni tabulkou:o)
([0],[0]) = 1
([1],[0]) = 3
([0],[1]) = 5
([1],[1]) = 7

[0] = 1
[1] = 2
[2] = 4
[3] = 3

ale trochu jsem se v tom ztratil a u vytvareni te prevodni tabulky jsem se snazil ridit tak, aby sedely rady prvku.



Co se tyce otazky, ktere budou proste, tak podle me jen to posledni.


Matematika je jednoduchá, záleží pouze na úhlu pohledu.

Offline

 

#10 16. 06. 2012 20:02

OiBobik
Moderátor
Místo: Brno/Praha
Příspěvky: 1013
Škola: MFF UK Mat. struktury
Pozice: student
Reputace:   82 
 

Re: Nalezeni vsech homomorfismu

↑ Jirda:

Jo, to je ok.
Ty "převody" (isomorfismy) jsou správně, ony ty prvky řádu 2 v té grupě Z2xZ2 jsou zcela symetrické (složení lib dvou dá třetí), takže řídit se řády stačí. Co se týče cyklické grupy, tak tam stačí přiřadit obraz generátoru a pak jen "přičítat", takže to je taky ok.

Co se týče těch prostých homomorfismů, tak ještě "f2(1) = ([2,2])" je prostý.


"The first rule of Tautology Club is the first rule of Tautology Club." [xkcd]

Offline

 

#11 16. 06. 2012 20:38

Jirda
Místo: Karviná
Příspěvky: 216
Reputace:   
 

Re: Nalezeni vsech homomorfismu

↑ OiBobik:

f2(1) = ([2,2])

Dalo by se to zapsat nejak definici?

Hadam, ze asi takto:
f(a) = [2,2]^a

A jak pak zapsat nejakym vztahem, jake prvky budou v kernelu?
Vim, ze ker f = {a | f(a) = ([0],[0]) }

Abych upresnil, co myslim, treba u zobrazeni z f: (Z5,+) -> (Z10,+) by bylo f(a) = 2a a ker f by bylo takove a, ze 10 | 2a, tedy 5|a a to je prave [0] a proto tohle zobrazeni bude proste. (Jde mi prave o takovy zapis jako ja ta delitelnost, ktera presne charakterizuje, co se zobrazi na neutralni prvek).


Matematika je jednoduchá, záleží pouze na úhlu pohledu.

Offline

 

#12 16. 06. 2012 20:58 — Editoval OiBobik (17. 06. 2012 09:25)

OiBobik
Moderátor
Místo: Brno/Praha
Příspěvky: 1013
Škola: MFF UK Mat. struktury
Pozice: student
Reputace:   82 
 

Re: Nalezeni vsech homomorfismu

↑ Jirda:

Tam, kde jsme se bavili o prostých homom., jsme se bavili o grupách v aditivním zápise, tedy
$f(a)=(2a,2a) \;\;\;\;(*)$.

Ověřovat to (v tomto případě) přes jádro je zbytečně složité - stačí si uvědomit, že jsme prvek řádu 6 zobrazili na prvek řádu 6.

Lze ale psát třeba
$\Big(a \in \text{Ker }f \Big) \leftrightarrow \Big(f(a)=(c_1,c_2) \wedge 3|c_1 \wedge 4 | c_2 \Big) \leftrightarrow^{*}\Big( 3|2a \wedge 4 | 2a  \Big) \leftrightarrow^{**}\Big( 12|2a\Big) \leftrightarrow\Big( 6|a \Big)$
kde $\leftrightarrow^{*}$ využívá definice našeho zkoumaného hom., tj. $(*)$
a $\leftrightarrow^{**}$ využívá nesoudělnosti čísel 3,4.

Pak je jasné, že $\text{Ker }f=\{0\}$.

Doufám, že odpovídám, na co se ptáš. : ))


"The first rule of Tautology Club is the first rule of Tautology Club." [xkcd]

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson