Đại số, X, p. 199
Bourbaki marks this one as harder than the rest.
Cho A′ là một k-đại số (kết hợp và có đơn vị) và B=A⊗kA′. a) Cho M là một A-môđun trái, Q là một A-môđun phải, M′ là một A′-môđun trái, Q’ là một A′-môđun phải. Giả sử (P,p) (tương ứng (P′,p′), tương ứng (R,r)) là một giải xạ ảnh của A-môđun M (tương ứng của A′-môđun M′, tương ứng của B-môđun M⊗kM′). Chứng minh rằng tồn tại một cấu xạ của các B-phức
u:P⊗kP′→R,
duy nhất sai khác một đồng luân, sao cho r∘u=p⊗p′. Định nghĩa, sử dụng u, một đồng cấu k phân bậc bậc không
T:TorA(Q,M)⊗kTorA′(Q′,M′)⟶TorB(Q⊗kQ′,M⊗kM′).
Chứng minh rằng T không phụ thuộc vào lựa chọn của các giải P,P′,R và của cấu xạ u. Nếu a∈TorA(Q,M) và a′∈TorA′(Q′,M′), đặt T(a⊗a′)=aTa′.
b) Giả sử thêm rằng các k-môđun A và A’ là xạ ảnh và rằng có Tornk(M,M′)=0 với n>0. Chứng minh rằng khi đó P⊗kP′ là một giải xạ ảnh của B-môđun M⊗kM′; suy ra, với mọi A-môđun N và mọi A’-môđun N’, một đồng cấu k phân bậc bậc không
∨:ExtA(M,N)⊗kExtA′(M′,N′)⟶ExtB(M⊗kM′,N⊗kN′).
Chứng minh rằng ∨ không phụ thuộc vào lựa chọn của các giải P và P′. Nếu b∈ExtA(M,N) và b′∈ExtA′(M′,N′), ta chú ý rằng ∨(b⊗b′)=b∨b′.
c) Cho A’’ là một k-đại số thứ ba (kết hợp và có đơn vị), M’’ và N’’ là các A’’-môđun trái, Q’’ là một A’’-môđun phải. Ta đồng nhất các k-đại số A⊗k(A′⊗kA′′) và (A⊗kA′)⊗kA′′, cũng như các k-môđun M⊗k(M′⊗kM′′) và (M⊗kM′)⊗kM′′, N⊗k(N′⊗kN′′) và (N⊗kN′)⊗kN′′, Q⊗k(Q′⊗kQ′′) và (Q⊗kQ′)⊗kQ′′. Chứng minh các công thức
aT(a′Ta′′)=(aTa′)Ta′′pour a∈TorA(Q,M),a′∈TorA′(Q′,M′),
a′′∈TorA′′(Q′′,M′′)
b∨(b′∨b′′)=(b∨b′)∨b′′pour b∈ExtA(M,N),b′∈ExtA′(M′,N′),
b′′∈ExtA′′(M′′,N′′).
d) Cho
σ:TorA⊗kA′(Q⊗kQ′,M⊗kM′)⟶TorA′⊗kA(Q′⊗kQ,M′⊗kM)
và
τ:ExtA⊗kA′(M⊗kM′,N⊗kN′)⟶ExtA′⊗kA(M′⊗kM,N′⊗kN)
là các đẳng cấu suy ra từ các đẳng cấu giao hoán
A⊗kA′⟶A′⊗kA,M⊗kM′⟶M′⊗kM,N⊗kN′⟶N′⊗kN,Q⊗kQ′⟶Q′⊗kQ.
Chứng minh các công thức
σ(aTa′)=(−1)pqa′Tapour a∈TorpA(Q,M),a′∈TorqA′(Q′,M′)
τ(b∨b′)=(−1)pqb′∨bpour b∈ExtAp(M,N),b′∈ExtA′q(M′,N′).
e) Cho (E):0→M2→M1→M0→0 là một dãy khớp các A-môđun, sao cho dãy
(E⊗M′):0→M2⊗kM′→M1⊗kM′→M0⊗kM′→0
chính xác. Ta ký hiệu δ (tương ứng Δ) là đồng cấu liên kết ∂(Q,E) (tương ứng ∂(Q⊗kQ′,E⊗M′). Bây giờ chứng minh rằng ta có (δa)Ta′=Δ(aTa′) với a∈TorA(Q,M0), a′∈TorA′(Q′,M′). Bài tập chứng minh các công thức tương tự cho tích ∨.
f) Nếu k là một trường, chứng minh rằng T là một đẳng cấu của các môđun k phân bậc; điều tương tự cũng đúng đối với ∨ nếu, ngoài ra, A và A’ là Noether trái và nếu A-môđun M và A’-môđun M’ có kiểu hữu hạn.
g) Nếu các môđun TornA(Q,M) được đồng nhất với các tập hợp Tn(Q,M) được định nghĩa trong bài tập 6, chứng minh công thức
(P,p,q)T(P′,p′,q′)=(P⊗kP′,p⊗p′,q⊗q′).