TU Wien:Algebra und Diskrete Mathematik VU (diverse)/Übungen 2023W/Beispiel 385

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Sei φ:G→H ein bijektiver Gruppenhomomorphismus. Man zeige, dass dann auch φ−1:H→G ein Gruppenhomomorphismus ist.

Ist f:A→B eine bijektive Funktion, dann gilt für die Umkehrfunktion:
f(f−1(b))=f∘f−1=idB=b für alle b∈B
f−1(f(a))=f−1∘f=idA=a für alle a∈A

Homomorphismus:
Eine Abbildung φ:G→H zwischen zwei Gruppen (G,∘) und (H,∗), wobei für alle a,b,∈G gilt:
φ(a∘b)=φ(a)∗φ(b)

== Bijektivität einer Abbildung == : ∀a∈A∃!b∈B∣b=f(a)

== Weiterer Lösungsvorschlag ==

Sei φ(g1)=h1,φ(g2)=h2

Z.Z. φ−1(h1,h2)=φ−1(h1)∗φ−1(h2)

φ(g1)∗φ(g2)=φ(g1∗g2)(Phi ist ein Homomorphismus)

φ−1(φ(g1)∗φ(g2))=φ−1(φ(g1∗g2))(Phi^-1 auf beide Seiten anwenden)

φ−1(φ(g1)∗φ(g2))=g1∗g2

φ−1(h1∗h2)=g1∗g2

φ−1(h1∗h2)=φ−1(φ(g1))∗φ−1(φ(g2))

φ−1(h1∗h2)=φ−1(h1)∗φ−1(h2) ◼

Lösungsvorschlag von neo

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φ:G→H⇒φ−1:H→G
Es gilt: φ(a∘b)=φ(a)∘φ(b)
Aus der Bijektivität von φ lässt sich folgern: ∀h∈H∃!g∈G∣g=φ−1(h) (einfach die Definition der Bijektivität umdrehen)
Nun verküpfen wir φ−1 mit φ:
φ−1∘φ(g1∘g2)=φ−1(φ(g1∘g2))=φ−1(φ(g1))∘φ−1(φ(g2))⇔idG(g1∘g2)=idG(g1)∘idG(g2)⇒g1∘g2=g1∘g2;g1,g2∈G
Somit ist φ−1:H→G auch ein Gruppenhomomorphismus.