定義
假設M,M′是兩個乘集,也就是說M和M′是兩個各具有一個封閉的具有結合律的運算*與*‘的代數系統。σ是M射到M′的映射,並且任意兩個元的乘積的像是這兩個元的像的乘積,即對於M中任意兩個元a、b,滿足σ(a*b)=σ(a)*’σ(b);也就是說,當a→σ(a),b→σ(b)時,a*b→σ(a)*’σ(b),那么這映射σ就叫做M到M′上的同態。
如果 σ 是單射, 則稱為單同態;如果 σ 是滿射,則稱為滿同態。如果σ是雙射, 則稱為同構。如果M, M'都是群, 那么同態也叫做群同態。
解釋
設E與F為兩個群胚,它們的合成法則分別記為⊥與⊤。 稱從E到F中的映射f是群胚同態,如果對於E的任一元素偶(x,y),有:
設E與F為兩個么半群(兩個群),稱從E到F中的映射。f是么半群(群)的同態,如果f是群胚的同態,且E的中性元素的象是F的中性元素。 (在群的情況下,後一個條件是自然滿足的,但是從加法么半群N到乘法么半群N的映射x↦0是群胚的同態, 而並不因此就是么半群的同態)。
設G為乘法群,而a為G的元素。由關係f(n)=an所定義的從加法群Z到G中的映射f是群的同態。
設A與B為兩個環(兩個體),稱從A到B中的映射f是環(體)的同態,如果f是加法群的同態,且為乘法么半群的同態. 這就是說,對A的任一元素偶(x,y),有f(x+y)=f(x)+f(y)f(xy)=f(x)f(y),並且f將A的單位元變成B的單位元。
例如,設n為非零自然數;使任一有理整數對應其對模n的剩餘類映射是從環Z到環Z/nZ上的同態。設E與F為兩個A-代數(兩個酉A-代數)。稱從E到F中的映射f是A-代數(酉A-代數)的同態,如果它是線性映射,並且是乘法群胚(乘法么半群)的同態。
例如,設E為交換體K上的非零有限n維向量空間,而B為E的基。則從E的全體自同態之酉代數ℒ(E)到K中元素構成的全體n階方陣之酉代數Mn (K)中的映射,如果該映射使E的任一自同態對應它在基B中的矩陣,則這一映射是酉代數的同態。
同態的概念能用抽象的方式加以推廣。
範疇
範疇論的基本概念之一。稱C是一個範疇,是指C滿足下述六點:
1.C有一個對象類{A,B,C,…}(不要求它是一個集合,即不要求它滿足集合論的公理,只要求能判別出是不是它的對象),常記為ObjC或簡記C。
2.對C的任兩對象A,B,有一個確定的集合(可為空集)Hom(A,B),其元素稱為由A到B的態射,記為f∈Hom(A,B)或f:A→B。
3.對給定的f∈Hom(A,B)與g∈Hom(B,C)有惟一的gf∈Hom(A,C),稱為f與g的合成。
4.Hom(A,B)與Hom(C,D)有公共元是指A=C且B=D。
5.態射合成滿足結合律。
6.對C的任意對象A,Hom(A,A)至少有一個元素ε使對σ∈Hom(A,B)恆有σε=σ=εσ,稱ε為A的恆等態射(ε為B的恆等態射)。
例如,以一切集合作對象,以集合映射作態射,則得集合範疇Set(簡稱集範疇)。以一切拓撲空間作對象,以連續映射作態射,則得拓撲空間範疇Top。以一切環為對象,以環同態作為態射得環範疇Ring。類似地,可得群範疇Group,阿貝爾群範疇AG,環R上的左R模範疇M等。以自然數為對象,a|b(表示a整除b)時定義Hom(a,b)有惟一元素φ,ab時定義Hom(a,b)=(空集),也得到一個範疇。一般地,對每個擬序集都可仿此定義範疇。
環的同態
兩個環之間的一種映射。設φ是環R到R′的一個映射,若它保持環的加法和乘法運算,即對任意a,b∈R有
φ(a+b)=φ(a)+φ(b); φ(ab)=φ(a)φ(b),
則稱φ為R到R′的同態。在φ下R在R′中的像集記為Imφ,稱為φ的同態像。R中一切在φ下的像等於零的元素的集合,記為ker φ={x∈R|φ(x)=0},稱為φ的同態核。若Imφ=R′,即對R′中任意元a′恆存在R中元a使得φ(a)=a′,則稱φ為R到R′的滿同態,或稱為R到R′上的同態,簡稱R同態於R′,記為R~R′。設φ是R到R′的同態,若R中不同元素在φ下的像也不同,則稱φ為單同態。φ為單同態若且唯若ker φ=0。當R′=R時φ稱為R的自同態。
群的同態
一類重要的映射。群之間的保持運算的一類映射。設f是群G到群G′(不必異於G)的映射,若f保持運算,即對所有的x,y∈G,總有f(xy)=f(x)f(y)(或(xy)=x·y),則稱f是群G到群G′的同態映射,簡稱同態。若同態映射f還是一個雙射,則稱f為G到G′的同構映射,記為GG′.這時稱群G和G′同構,記為GG′。特別地,若G=G′時,則分別稱f為群G的自同態和自同構。