Нехай задано дві структури (А, ®)г (С, ®) з операціями <3>, ® одного порядку п. Відображення <р: А—> С називається гомоморфізмом із структури (А, ®) у структуру (С, ®), якщо воно переставлене з операціями у такому розумінні:
Ф • ® = ® • ф,
де відображення ф: А" —> Сп діє за правилом <р(аь а2, а„)= (ф(а1), ф(а2), ф(а„)), Vаiє А.
Для бінарних операцій (п = 2), зокрема, ф(л: ® у) — ф(лг) ® ф(г/) для будь-яких х, у є А.
Графічне визначення гомоморфізму для випадку бінарних операцій пояснює рис. 3.1.
Рис. 3.2. Зв’язок між окремими елементами множин при гомоморфізмі ф
Часто такі діаграми зображують у більш спрощеному вигляді, вказуючи тільки необхідні множини, як показано на рис. 3.3.
Подібні діаграми часто використовуються для зображення зв’язків між структурами, вони називаються комутативними, оскільки показують можливість переходу до результату різними способами (за напрямком стрілок).
Приклад. Нехай задано відображення 0: 2+ —> £10, що переводить будь-яке ціле невід’ємне число у решту від ділення цього числа на 10. Тоді
0(20) = 0, 0(17) = 7,...
Якщо (£+, +) і (£10, Єю) структури з операцією звичайного додавання +., що визначена на 7+ і додаванням за модулем 10 на £ю, то 0 є гомоморфізмом з першої структури у другу. Наприклад,
0(24 + 38) - 0(62) - 2,
0(24) 01О 0(38) - 4 0,о 8 - 2.
Одержання даного результату двома різними способами можна проілюструвати комутативною діаграмою (рис. 3.4):
+
(24, 38)
(4,8)-
Рис. 3.4. Комутативна діаграма. Дія гомоморфізму 0
з (^і, +) в (£ю, ®ю) для елементів 24 і 38 множини 2
В загальному випадку для гомоморфізму 0: (2+, +) —► -> (£]0, 0ю) комутативна діаграма буде виглядати так, як це зображено на рис. 3.5.