검색으로 많이 찾아봤지만 제대로된 증명이 없어서 직접 작성했다.
isomorphic은 symmetric하다는 점을 이용하면 가장 간단하게 증명할 수 있다.
Let R,S be rings. then,R is isomorphic to S⟺S is isomorphic to R
증명 : isomorphism은 bijective이므로 inverse function existence가 보장된다. inverse function 역시 isomorphism인 것을 보이는 것은 쉽다.
이제 다음을 증명하자.
Let m,n∈Z>0.mZ,nZ are isomorphic⟺m=n
Proof.
(⇐)
Trivial by identity function I:mZ→mZ
(⇒)Suppose that there is a ring isomorphism f:mZ→nZ.
f(m2)=f(m)f(m)
f(m2)=f(m)+⋯+f(m)=mf(m)(Consider m as scalar)
Since nZ is an integral domain, we have m=f(m).
This implies that n∣m.(1)
Now, Consider a ring isomorphism g:nZ→mZ.
g(n2)=g(n)g(n)
g(n2)=g(n)+⋯+g(n)=ng(n)(Consider n as scalar)
Since mZ is an integral domain, we have n=g(n).
This implies that m∣n.(2)
∴m=n□