¿Cuáles son algunos ejemplos del mundo real del isomorfismo?

El isomorfismo es un concepto absurdamente general. Un isomorfismo es solo una forma de decir que dos cosas son iguales. Cada vez que tratas dos cosas como lo mismo, estás hablando implícitamente de un isomorfismo.

Trabajar con los números de conteo es un gran ejemplo. ¿Qué tienen en común dos manzanas, dos vacas o dos rocas? Nada, excepto que tratamos cantidades de cualquier cosa discreta, sin importar qué sea esa cosa, como si fueran números naturales. En otras palabras, hemos elegido los isomorfismos entre cómo contamos cualquier cosa en particular y los números naturales. Incluso cuando alguien cuenta en un idioma diferente, sabes lo que significan si puedes traducir las palabras que están usando para contar en las palabras que usas para contar, y la traducción también es un tipo de isomorfismo (aproximado, en general) .

Un ejemplo históricamente muy importante es que tomar logaritmos da un isomorfismo entre el grupo multiplicativo [math] (\ mathbb {R} _ {> 0}, \ times) [/ math] de números reales positivos y el grupo aditivo [math] ( \ mathbb {R}, +) [/ math] de números reales. Los logaritmos le permiten realizar multiplicaciones realizando sumas en su lugar, lo cual es mucho más fácil, y esta fue la razón por la que las reglas de cálculo y las tablas de logaritmo eran tan importantes antes del advenimiento de la calculadora.

La transformada de Fourier también es un isomorfismo muy importante (entre espacios de productos internos), que se usa constantemente en matemáticas, física, ingeniería, etc.

Aquí hay una pareja:

  • Las rutas a través de una ciudad de celosía perfectamente rectangular (métrica de taxi) están sujetas a reordenamientos de dos letras como AABBBABAABA. (Deje A = avanzar hacia el sur y B = avanzar hacia el oeste si su destino se encuentra al suroeste).
  • Los gráficos de amigos como en Facebook están sujetos a matrices de adyacencia. La matriz sería diferente si están ponderados (por ejemplo, EdgeRank) versus no ponderados, directamente versus no dirigidos.
  • El grupo de rotaciones del cubo de Erno Rubik se une a las reglas cromodinámicas cuánticas que gobiernan los quarks que producen átomos.

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En mi opinión, hay dos tipos interesantes de isomorfismo en el mundo real.

El primero es la conexión entre dos tipos diferentes de objetos matemáticos. Por ejemplo, para mirar una señal en su dominio de frecuencia en lugar de dominio de tiempo.

El segundo es la conexión entre un objeto matemático y un objeto del mundo real. Por ejemplo, entre una parábola y una fuerza gravitacional.

Editar: Esto no está del todo bien. Las asignaciones del mundo real a una teoría matemática no son biyecciones porque generalmente simplificamos el mundo real para hacer la teoría. Volveré a esto más tarde y lo arreglaré, junto con más ejemplos.

Los isomorfismos no son realmente útiles para un modelador. Son más para los chicos que quieren probar teoremas sobre los modelos. Si tiene algo nuevo, espera poder encontrar un isomorfismo a algo conocido. Si lo hace, todos los teoremas sobre lo viejo se convierten en teoremas sobre lo nuevo.

Para un ejemplo concreto, mire el teorema de Cayley: cada grupo es isomorfo a algún subgrupo de un grupo simétrico. Por lo tanto, podemos concentrarnos en probar teoremas sobre grupos simétricos y sus subgrupos, y obtener resultados de cada grupo.

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