同态基本定理
同态基本定理(第一同构定理)是整个环同态理论的基石。它连接了同态的核、像与商环——任何一个环同态本质上就是一个商环映射。
第一同构定理(同态基本定理)
定理:设 为环同态。则 由同构 , 给出。
证明思路
- 是理想,故 是商环
- 验证 是良定义的、环同态、单射、满射
- 良定义性由同态性质保证;单射由 保证
直观理解
同态把"模掉核"等同于"压缩到像"。
R ──φ──→ S
│ ↑
│ │
↓ │
R/ker φ ≅ im φ
第二同构定理(子环-理想定理)
定理:设 为环,(子环),(理想)。则
这一定理与群论的第二同构定理形式上完全一致。
第三同构定理(商环-商环定理)
定理:设 均为 的理想。则
对应定理(Lattice 同构定理)
定理:设 , 为自然投影。则 给出 中包含 的理想与 的理想之间的一一对应:
且此对应保持包含关系、素理想和极大理想。
重要推论
- 是单环 是极大理想
- 是整环 是素理想
同构定理总结
| 定理 | 内容 | 群论对应 |
|---|---|---|
| 第一同构定理 | ||
| 第二同构定理 | 完全相同 | |
| 第三同构定理 | 完全相同 | |
| 对应定理 | 理想的一一对应 | 子群/正规子群的对应 |
应用实例
证明
考虑赋值同态 ,。由第一同构定理:
由于 (在此环中),知 ;且 满射(所有复数都可表为实多项式在 处的值),故: