במתמטיקה, איזומורפיזם הוא התאמה בין שני מבנים מתמטיים ששומרת על המאפיינים המגדירים אותם. מבנים שיש ביניהם איזומורפיזם נקראים איזומורפיים; קיום התאמה כזו מראה ששני המבנים זהים מבחינה מתמטית, גם אם הם נראים שונים בשמות או בסימונים. המילה מגיעה מיוונית: "איזוס" (שווה) ו"מורפה" (מבנה).
קיימים שמות מיוחדים לאיזומורפיזמים במבנים שונים. למשל, הומיאומורפיזם הוא איזומורפיזם של מרחבים טופולוגיים (טופולוגיה = חקר צורת המרחב), דיפאומורפיזם הוא איזומורפיזם של יריעות דיפרנציאליות (משטחים חלקים), ואיזומטריה היא התאמה ששומרת על מרחקים במרחבים מטריים. השמות האלה מדגישים אילו תכונות נשמרות וכך מונעים בלבול.
המונח "איזומורפיזם" נטבע על ידי לאופולד קרונקר במאה ה-19. רעיונות דומים הופיעו אף בעבודות של מתמטיקאים חשובים כמו אווריסט גלואה.
אם יש פונקציה הפיכה בין שני מבנים מתמטיים מהשפה המתאימה, והיא שומרת על כל היחסים והפעולות שהמבנים מגדירים, אז הפונקציה נקראת איזומורפיזם. כאשר פונקציה שומרת חלק מהתכונות אך לא בהכרח הפיכה, קוראים לה הומומורפיזם. הומומורפיזם בתוך אותו מבנה נקרא אנדומורפיזם. כאשר יש איזומורפיזם מהמבנה לעצמו קוראים לו אוטומורפיזם.
בתורת הקטגוריות (תחום שמארגן מבנים מתמטיים וקשרים ביניהם), מורפיזם הוא איזומורפיזם אם קיים לו הפיך, כלומר קיים מורפיזם חזרה שמייצר את הזהויות כשמרכיבים אותם. בהקשרים רבים הגדרה זו עולה בקנה אחד עם ההגדרה הקודמת, אך לא תמיד.
רעיונות האיזומורפיזם מופיעים במבנים אלגבריים רבים. בכל מקרה בודקים אם קיימת פונקציה חד־חד־ערכית ועל (הפיכה) ששומרת על הפעולות המוגדרות במבנה.
בשפה פשוטה: שתי חבורות איזומורפיות אם אפשר למפות כל איבר של האחת לאיבר של השנייה כך שהפעולה בין איברים נשמרת. כשזה קורה, ההבדל בין החבורות הוא רק בסימון.
באופן דומה מגדירים איזומורפיזם לחוגים, למודולים ולאלגברות: הפונקציה צריכה לשמור על פעולות החיבור והכפל, ועל יחידת החוג אם היא קיימת. במודולים מוסיפים גם שמירה על כפל בסקלר (כמו פעולה של חוג על מודול).
שני גרפים יהיו איזומורפיים אם אפשר למפות כל צומת בצד אחד לצומת בצד שני כך שקיימת קשת בין שני צמתים בדיוק כאשר הייתה קשת ביניהם לפני המיפוי.
קבוצות עם יחס סדר יהיו איזומורפיות אם יש ביניהן פונקציה הפיכה ששומרת על יחס הסדר בין איברים.
איזומורפיזם זה התאמה בין שני דברים מתמטיים. התאמה כזו שומרת על כל הכללים והפעולות. אם יש אותה התאמה, אומרים ששני הדברים "זהים במבנה".
יש שמות מיוחדים לסוגים שונים. הומיאומורפיזם הוא התאמה ששומרת על צורת המרחב. איזומטריה שומרת על מרחקים.
אם יש מפה הפיכה בין שני מבנים, והיא שומרת על כל היחסים והפעולות, אז זו איזומורפיזם. אם המפה שומרת רק על חלק מהדברים, קוראים לה הומומורפיזם.
חבורה היא קבוצה עם פעולה. שתי חבורות זהות במבנה אם אפשר למפות כל איבר כך שהפעולה נשמרת.
לגופים אלה גם יש חוקים של חיבור וכפל. איזומורפיזם בהם שומר על החיבור, הכפל, ולעתים גם על המספר 1.
גרפים הם קווים וחיבורים בין נקודות. שני גרפים זהים אם אפשר להחליף נקודות ביניהם בלי לשנות מי מחוברת למי.
שתי רשימות מסודרות הן דומות אם יש מפה שמחזיקה את כל סדר האיברים.
המילה איזומורפיזם מגיעה מהמילים היווניות שמשמעותן "מבנה שווה".
תגובות גולשים