2. Jika \( R \) adalah sebuah Ring bilangan kompleks dan \( M \) adalah Ring matriks berordo \( 2 \times 2 \). Pemetaan \( \varphi: R \rightarrow M \) didefiniskan oleh \( \varphi(x+y i)=\left[\begin{array}{cc}a & b \\ -b & a\end{array}\right] \) dengan \( (x+y i) \in R \). Tunjukan bahwa \( \varphi \) adalah suatu isomorfisma.
Real Tutor Solution
Answer
Solution
Reviewed and approved by the UpStudy tutoring team
The Deep Dive
Untuk menunjukkan bahwa \( \varphi \) adalah suatu isomorfisma, kita perlu membuktikan dua hal: bahwa \( \varphi \) adalah homomorfisme (menghormati operasi penjumlahan dan perkalian) dan bahwa \( \varphi \) bijektif (yaitu, injektif dan surjektif). **Homomorfisme:** Untuk penjumlahan, misalkan \( z_1 = x_1 + y_1 i \) dan \( z_2 = x_2 + y_2 i \) di \( R \): \[ \varphi(z_1 + z_2) = \varphi((x_1 + x_2) + (y_1 + y_2)i) = \begin{bmatrix} x_1 + x_2 & y_1 + y_2 \\ -(y_1 + y_2) & x_1 + x_2 \end{bmatrix} \] Sedangkan, \[ \varphi(z_1) + \varphi(z_2) = \begin{bmatrix} x_1 & y_1 \\ -y_1 & x_1 \end{bmatrix} + \begin{bmatrix} x_2 & y_2 \\ -y_2 & x_2 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} x_1 + x_2 & y_1 + y_2 \\ -(y_1 + y_2) & x_1 + x_2 \end{bmatrix} \] Jadi, \( \varphi(z_1 + z_2) = \varphi(z_1) + \varphi(z_2) \). Untuk perkalian, kita punya: \[ \varphi(z_1 z_2) = \varphi((x_1 + y_1 i)(x_2 + y_2 i)) = \varphi((x_1 x_2 - y_1 y_2) + (x_1 y_2 + x_2 y_1)i) = \begin{bmatrix} x_1 x_2 - y_1 y_2 & x_1 y_2 + x_2 y_1 \\ -(x_1 y_2 + x_2 y_1) & x_1 x_2 - y_1 y_2 \end{bmatrix} \] Sedangkan: \[ \varphi(z_1) \varphi(z_2) = \begin{bmatrix} x_1 & y_1 \\ -y_1 & x_1 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} x_2 & y_2 \\ -y_2 & x_2 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} x_1 x_2 - y_1 y_2 & x_1 y_2 + x_2 y_1 \\ -(x_1 y_2 + y_2 x_1) & x_1 x_2 - y_1 y_2 \end{bmatrix} \] Maka, \( \varphi(z_1 z_2) = \varphi(z_1) \varphi(z_2) \). **Bijektif:** Pemetaan \( \varphi \) adalah injektif, jika \( \varphi(z_1) = \varphi(z_2) \) maka \( \begin{bmatrix} x_1 & y_1 \\ -y_1 & x_1 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} x_2 & y_2 \\ -y_2 & x_2 \end{bmatrix} \), yang mengarah pada \( x_1 = x_2 \) dan \( y_1 = y_2 \), sehingga \( z_1 = z_2 \). Surjektif, setiap matriks bentuk \( \begin{bmatrix} a & b \\ -b & a \end{bmatrix} \) dapat dihasilkan dari elemen \( a + b i \) di \( R \). Dengan demikian, \( \varphi \) adalah isomorfisma antara \( R \) dan \( M \).