Google 翻译生成的粗略草稿,质量较低。术语依照术语表,但句子可能有误;之后会由仔细的译文取代。
§ 1。 模
1. 模; 向量空间; 线性组合
(1) 在 E \mathbf{E} E 上可交换群运算 (*在下面附加地写出*);
(2) 作用 ( α , x ) ↦ α ⊤ x (\alpha, x) \mapsto \alpha \top x ( α , x ) ↦ α ⊤ x 的律,*其算子域为环* A \mathbf{A} A 且满足以下公理 :
( M I ) α ⊤ ( x + y ) = ( α ⊤ x ) + ( α ⊤ y ) for all α ∈ A , x ∈ E , y ∈ E ; ( M I I ) ( α + β ) ⊤ x = ( α ⊤ x ) + ( β ⊤ x ) for all α ∈ A , β ∈ A , x ∈ E ; ( M I I I ) α ⊤ ( β ⊤ x ) = ( α β ) ⊤ x for all α ∈ A , β ∈ A , x ∈ E ; ( M I V ) 1 ⊤ x = x for all x ∈ E .
\begin{align*}
(\mathbf{M_I})\quad & \alpha \top (x + y) = (\alpha \top x) + (\alpha \top y) \text{ for all } \alpha \in \mathbf{A}, x \in \mathbf{E}, y \in \mathbf{E}; \\
(\mathbf{M_{II}})\quad & (\alpha + \beta) \top x = (\alpha \top x) + (\beta \top x) \text{ for all } \alpha \in \mathbf{A}, \beta \in \mathbf{A}, x \in \mathbf{E}; \\
(\mathbf{M_{III}})\quad & \alpha \top (\beta \top x) = (\alpha \beta) \top x \text{ for all } \alpha \in \mathbf{A}, \beta \in \mathbf{A}, x \in \mathbf{E}; \\
(\mathbf{M_{IV}})\quad & 1 \top x = x \text{ for all } x \in \mathbf{E}.
\end{align*}
( M I ) ( M II ) ( M III ) ( M IV ) α ⊤ ( x + y ) = ( α ⊤ x ) + ( α ⊤ y ) for all α ∈ A , x ∈ E , y ∈ E ; ( α + β ) ⊤ x = ( α ⊤ x ) + ( β ⊤ x ) for all α ∈ A , β ∈ A , x ∈ E ; α ⊤ ( β ⊤ x ) = ( α β ) ⊤ x for all α ∈ A , β ∈ A , x ∈ E ; 1⊤ x = x for all x ∈ E .
公理( M I ) (\mathbf{M_I}) ( M I ) 意味着左A \mathbf{A} A -模块E \mathbf{E} E 的外法则相对于E \mathbf{E} E 上的加法是“可分配的”;因此,模是与运算符可交换的群。
如果在定义 1 中,公理 ( M I I I ) (\mathbf{M_{III}}) ( M III ) 被替换为
( M I I I ′ ) α ⊤ ( β ⊤ x ) = ( β α ) ⊤ x for all α ∈ A , β ∈ A , x ∈ E ,
(\mathbf{M'_{III}})\quad \alpha \top (\beta \top x) = (\beta \alpha) \top x \text{ for all } \alpha \in \mathbf{A}, \beta \in \mathbf{A}, x \in \mathbf{E},
( M III ′ ) α ⊤ ( β ⊤ x ) = ( β α ) ⊤ x for all α ∈ A , β ∈ A , x ∈ E ,
E 与代数结构的定义是 A 上的右模或右A-模。
当谈到 A-模(左或右)时,环 A 的元素通常称为标量。
通常外法则或合成或左A-模(或右A-模)写成乘法,运算符写在左边(或右边);然后条件 (M_{III}) 写为α ( β x ) = ( α β ) x \alpha(\beta x) = (\alpha\beta)x α ( β x ) = ( α β ) x ,条件 (M'_{III}) 写为( x β ) α = x ( β α ) (x\beta)\alpha = x(\beta\alpha) ( x β ) α = x ( β α ) 。
如果 A 0 A^0 A 0 表示 A (I, § 8, no. 3) 的逆环,则模 E 在环 A 上的每个右权都是左模在环 A 0 A^0 A 0 上。由此可见,可以对模的性质进行阐述,同时系统地将注意力限制在左模或右模;在§§ 1和2中,我们通常会对左模进行这种解释,当我们谈到模(不指定哪个型)时,我们指的是左模,其外法则将被写成乘法。当环 A 是可交换的时,右模和左模对于 A 的概念是相同的。
对于所有 α ∈ A \alpha \in A α ∈ A ,A-模 E 的映射 x ↦ α x x \mapsto \alpha x x ↦ α x 自身被称为位似与 E 的α \alpha α 之比 (I, § 4, no. 2);由 (M_I) 位似是 E 上可交换的群结构(无运算符)的自同态,但一般不是 E 上的模结构(I, § 4, no. 2;cf. II, § 1, no. 2 和 no. 13)。因此α 0 = 0 \alpha 0 = 0 α 0 = 0 和α ( − x ) = − ( α x ) \alpha(-x) = -(\alpha x) α ( − x ) = − ( α x ) ;如果 α \alpha α 是 A 的可逆元,则位似 x ↦ α x x \mapsto \alpha x x ↦ α x 是 E 上可交换的群结构(无运算符)的自同构,因为关系 y = α x y = \alpha x y = α x 凭借 (M_IV) 意味着x = α − 1 ( α x ) = α − 1 y x = \alpha^{-1}(\alpha x) = \alpha^{-1}y x = α − 1 ( α x ) = α − 1 y 。
类似地,根据(M_{II}),对于所有x ∈ E x \in E x ∈ E ,映射α ↦ α x \alpha \mapsto \alpha x α ↦ α x 是加法群A的同态到可交换的群(无运算符)E;因此0 x = 0 0x = 0 0 x = 0 和( − α ) x = − ( α x ) (-\alpha)x = -(\alpha x) ( − α ) x = − ( α x ) ;此外,通过(M_IV),对于每整数n ∈ Z n \in \mathbf{Z} n ∈ Z ,n . x = ( n .1 ) x n.x = (n.1)x n . x = ( n .1 ) x 。
当环 A 仅由元素 0 组成时,每个A-模 E 仅由元素 0 组成,对于 A 中的 1 = 0 1 = 0 1 = 0 ,从而,对于所有 x ∈ E x \in E x ∈ E , x = 1. x = 0. x = 0 x = 1.x = 0.x = 0 x = 1. x = 0. x = 0 。
(1) 设ϕ \phi ϕ 为环A中的同态入环B; 映射( a , x ) ↦ ϕ ( a ) x (a, x) \mapsto \phi(a)x ( a , x ) ↦ ϕ ( a ) x (或( a , x ) ↦ x ϕ ( a ) (a, x) \mapsto x\phi(a) ( a , x ) ↦ x ϕ ( a ) )的A × B A \times B A × B 进入B定义,在B左侧(或右侧)A-模结构。特别是,如果 A 上的 ϕ \phi ϕ 被取为恒等映射,则在 A 上获得规范的左(右)A-模结构;为了避免混淆,集合 A 与结构表示为A s A_s A s (分别为A d A_d A d )。
(2) 在由外法则 ( n , x ) ↦ n . x (n, x) \mapsto n.x ( n , x ) ↦ n . x (I, § 3, no. 1) 定义的运算符结构的交换群 G(加法书写)群上,模结构超过环 Z \mathbf{Z} Z 有理数整数。
(3) 令 E 为可加写的交换律群,E 的 E \mathscr{E} E 自同态环(I, § 8, no. 3:回想一下,两个自同态的乘积 f g fg f g 是由定义合成的自同态f ∘ g f \circ g f ∘ g )。 E 上运算符 f ∈ E f \in \mathscr{E} f ∈ E 和元素 x ∈ E x \in E x ∈ E 定义之间的外法则 ( f , x ) ↦ f ( x ) (f, x) \mapsto f(x) ( f , x ) ↦ f ( x ) 是规范的左E \mathscr{E} E -模块结构。
现在考虑环 A 并假设 E 上有左(右)A-模结构;对于所有 α ∈ A \alpha \in A α ∈ A 、位似 h α : x ↦ α x h_\alpha : x \mapsto \alpha x h α : x ↦ α x (分别为 x ↦ x α x \mapsto x\alpha x ↦ xα )属于至 E \mathscr{E} E ; 映射 ϕ : α ↦ h α \phi : \alpha \mapsto h_\alpha ϕ : α ↦ h α 是环 A(分别为逆环 A 0 A^0 A 0 )到环 E \mathscr{E} E 的同态和定义 α x = ( ϕ ( α ) ) ( x ) \alpha x = (\phi(\alpha))(x) α x = ( ϕ ( α )) ( x ) (分别为 x α = ( ϕ ( α ) ) ( x ) x\alpha = (\phi(\alpha))(x) xα = ( ϕ ( α )) ( x ) )。 相反,通过上面的公式在 E 上给环同态 ϕ : A → E \phi : A \to \mathscr{E} ϕ : A → E (分别为 ϕ : A 0 → E \phi : A^0 \to \mathscr{E} ϕ : A 0 → E )定义一个左(分别为右)A-模结构。 在其他字中,在加法群 E 上给予左(或右)A-模结构以及添加剂律给定的群运算相当于给予环同态 A → E A \to \mathscr{E} A → E (或 A 0 → E A^0 \to \mathscr{E} A 0 → E )。
引用了 2 引用了 I § 3. 。 作用 , I § 8. 。 环
向量空间中的元素是有时称为*向量*。
(4) 域相对于任意子域来说既是左又是右向量空间。
(5)* 三个维数R 3 \mathbf{R}^3 R 3 的实数空间相对于实数R \mathbf{R} R 域、实数乘积t x tx t x 为向量空间 t t t 和点x x x ,坐标x 1 , x 2 , x 3 x_1, x_2, x_3 x 1 , x 2 , x 3 是点,坐标t x 1 , t x 2 , t x 3 tx_1, tx_2, tx_3 t x 1 , t x 2 , t x 3 。类似地,在任意集合 F 上定义的实值函数的集合是向量空间,而R \mathbf{R} R 、乘积 t f tf t f 实数 t t t 和函数 f f f 是实值函数 x ↦ t f ( x ) x \mapsto tf(x) x ↦ t f ( x ) .
对于两个族 ( x i ) i ∈ I , ( y i ) i ∈ I (x_i)_{i \in I}, (y_i)_{i \in I} ( x i ) i ∈ I , ( y i ) i ∈ I of 元素 of A-模 E of 有限支撑 (I, § 2, no. 1),以下等式成立:
(1)
∑ i ∈ I ( x i + y i ) = ∑ i ∈ I x i + ∑ i ∈ I y i
\sum_{i \in I} (x_i + y_i) = \sum_{i \in I} x_i + \sum_{i \in I} y_i
i ∈ I ∑ ( x i + y i ) = i ∈ I ∑ x i + i ∈ I ∑ y i
(2)
α ⋅ ∑ i ∈ I x i = ∑ i ∈ I ( α x i ) for all α ∈ A ;
\alpha \cdot \sum_{i \in I} x_i = \sum_{i \in I} (\alpha x_i) \quad \text{for all } \alpha \in A;
α ⋅ i ∈ I ∑ x i = i ∈ I ∑ ( α x i ) for all α ∈ A ; 通过考虑I包含的有限子集H以及
( x i ) (x_i) ( x i ) 和
( y i ) (y_i) ( y i ) 的支持,方程立即简化为有限和的类似方程。
引用了 1 引用了 I § 2. 。 单位元素;可取消元素; 可逆元
如果存在有限支撑的A的元素的族( λ i ) i ∈ I (\lambda_i)_{i \in I} ( λ i ) i ∈ I ,则A-模E的元素x被称为线性组合,且E的( a i ) i ∈ I (a_i)_{i \in I} ( a i ) i ∈ I 族的A中的系数为元素,使得x = ∑ i ∈ I λ i a i x = \sum_{i \in I} \lambda_i a_i x = ∑ i ∈ I λ i a i 。
引用了 1 引用了 I § 2. 。 单位元素;可取消元素; 可逆元
一般来说,有几个不同的家族( λ i ) (\lambda_i) ( λ i ) 满足这个条件(cf.no. 11)。
注 0 是 E 的元素空族中唯一的线性组合(按照 I, § 2, no. 1 的约定)。
2. Linear mappings
设 E 和 F 是关于同一个环 A 的两个(左)模。E 到 F 的线性映射(或A-线性映射、或同态、或 A 同态)是任意映射 u : E → F,使得:
被以下引用 1 被以下引用 命题 1
(3) u ( x + y ) = u ( x ) + u ( y ) u(x + y) = u(x) + u(y) u ( x + y ) = u ( x ) + u ( y ) 为 x ∈ E , y ∈ E ; x \in E, y \in E; x ∈ E , y ∈ E ;
(4G) u ( λ . x ) = λ . u ( x ) u(\lambda . x) = \lambda . u(x) u ( λ . x ) = λ . u ( x ) λ ∈ A , x ∈ E . \lambda \in A, x \in E. λ ∈ A , x ∈ E .
如果E和F是两个右A-模,则线性映射u : E → F u : E \to F u : E → F 是映射满足 (3)
(4D) u ( x . λ ) = u ( x ) . λ u(x . \lambda) = u(x) . \lambda u ( x . λ ) = u ( x ) . λ 为 λ ∈ A , x ∈ E . \lambda \in A, x \in E. λ ∈ A , x ∈ E .
(1) 令E为A-模且E的元素;将 A-模 A s A_s A s 的映射 λ ↦ λ a \lambda \mapsto \lambda a λ ↦ λa 放入 E 中是线性映射 θ a \theta_a θ a ,使得 θ a ( 1 ) = a . \theta_a(1) = a. θ a ( 1 ) = a . *(2) 设I为实直线R \mathbf{R} R 的开区间,I上可微实值函数的E向量空间和I上定义的所有实值函数的F向量空间。 映射 x ↦ x ′ x \mapsto x' x ↦ x ′ 与每个可微分函数 x 相关联,其导数是从 E 到 F 的线性映射。
注,A-模E上的位似x ↦ α x x \mapsto \alpha x x ↦ α x 不一定是线性映射:在其他字,关系α ( λ x ) = λ ( α x ) \alpha(\lambda x) = \lambda(\alpha x) α ( λ x ) = λ ( α x ) 不一定对所有λ ∈ A \lambda \in A λ ∈ A 和x ∈ E x \in E x ∈ E 成立。然而,当 A 的 α \alpha α 属于到中心时,关系成立; x ↦ α x x \mapsto \alpha x x ↦ α x 则称为中心位似 (cf. no. 13)。
如果u : E → F u : E \to F u : E → F 是线性映射,那么,对于E的元素的每个家庭( x i ) i ∈ I (x_i)_{i \in I} ( x i ) i ∈ I 和A的元素的每个家庭( λ i ) i ∈ I (\lambda_i)_{i \in I} ( λ i ) i ∈ I ,使得家庭( λ i x i ) i ∈ I (\lambda_i x_i)_{i \in I} ( λ i x i ) i ∈ I 的支持是有限的,
u ( ∑ i ∈ I λ i x i ) = ∑ i ∈ I λ i u ( x i )
u\left( \sum_{i \in I} \lambda_i x_i \right) = \sum_{i \in I} \lambda_i u(x_i)
u ( i ∈ I ∑ λ i x i ) = i ∈ I ∑ λ i u ( x i )
如下紧接着(3)和(4G)由归纳以家庭支持( λ i x i ) (\lambda_i x_i) ( λ i x i ) 为基数。
(1) 如果 u:E → F 和 v:F → E 是两个线性映射,使得 v ∘ u 是 E 上的恒等映射,u ∘ v 是 F 上的恒等映射,u 是 E 到 F 上的同构,v 是逆同构。
(2) 每个双射线性映射 u:E → F 都是 E 到 F 上的同构。
这些命题紧随定义 4 之后。
命题 1 和 2 表明,线性映射可以看作A-模结构的类的*态射*(*集合理论*,IV, § 2, no. 1);从此以后,我们将始终假设态射中的选择已经完成。
给定两个左(右)A-模 E 和 F,令 Hom(E, F) 或 Hom_A(E, F) 表示 E 的线性映射到 F 的集合。
集合 Hom(E, F) 是乘积的 交换环 、子群可交换群 F^E,将 E 的所有映射转换为 F (I, § 4, no. 8);回想一下,对于 F^E 的两个元素 u, v 以及所有 x ∈ E,
( u + v ) ( x ) = u ( x ) + v ( x ) , ( − u ) ( x ) = − u ( x ) (u + v)(x) = u(x) + v(x), \quad (-u)(x) = -u(x) ( u + v ) ( x ) = u ( x ) + v ( x ) , ( − u ) ( x ) = − u ( x )
从而紧接着,如果 u 和 v 是线性的,那么 u + v 和 −u 也是线性的。如果 G 是 Hom(E, F) 的左第三个(右)A-模, f, f_1, f_2 元素和 Hom(F, G) 的 g, g_1, g_2 元素,则立即验证以下关系:
(6)
g ∘ ( f 1 + f 2 ) = g ∘ f 1 + g ∘ f 2 g \circ (f_1 + f_2) = g \circ f_1 + g \circ f_2 g ∘ ( f 1 + f 2 ) = g ∘ f 1 + g ∘ f 2 (7)
( g 1 + g 2 ) ∘ f = g 1 ∘ f + g 2 ∘ f (g_1 + g_2) \circ f = g_1 \circ f + g_2 \circ f ( g 1 + g 2 ) ∘ f = g 1 ∘ f + g 2 ∘ f (8)
g ∘ ( − f ) = ( − g ) ∘ f = − ( g ∘ f ) . g \circ (-f) = (-g) \circ f = -(g \circ f). g ∘ ( − f ) = ( − g ) ∘ f = − ( g ∘ f ) .
特别是,Hom(E, E) 定义上的合成 (f, g) ↦ f ∘ g 的律以及 Hom(E, E) 上的上述加法群结构 a 环 结构,其中单位元,用 1_E 表示或Id_E,在E上是恒等映射; E 的线性映射自身也称为 A-模 E 的 自同态 ,环 Hom(E, E) 也表示为 End(E) 或 End_A(E)。 A-模 E 的 自同构 只是 End(E) (命题 2) 的*可逆* 元素;它们形式乘法*群*,用Aut(E)或GL(E)表示,也称为相对于E的*线性群*。
从 (6) 和 (7) 可以得出,对于两个 A-模 E, F, Hom(E, F),在环 Hom(F, F) 上具有 左模 的规范结构,在 Hom(E, E) 上有 右模 的规范结构。
令 E、F、E'、F' 为四(左)A-模,u:E' → E 和 v:F → F' A-线性映射。如果每个元素 f ∈ Hom(E, F) 都与元素 v ∘ f ∘ u ∈ Hom(E', F') 关联,则映射
Hom ( E , F ) → Hom ( E ′ , F ′ ) \operatorname{Hom}(E, F) \to \operatorname{Hom}(E', F') Hom ( E , F ) → Hom ( E ′ , F ′ )
定义为Z \mathbf{Z} Z -线性,用H o m ( u , v ) \mathrm{Hom}(u, v) Hom ( u , v ) 或H o m A ( u , v ) \mathrm{Hom}_A(u, v) Hom A ( u , v ) 表示。如果u , u 1 , u 2 u, u_1, u_2 u , u 1 , u 2 属于到H o m ( E ′ , E ) \mathrm{Hom}(E', E) Hom ( E ′ , E ) 且v , v 1 , v 2 v, v_1, v_2 v , v 1 , v 2 到H o m ( F , F ′ ) \mathrm{Hom}(F, F') Hom ( F , F ′ ) ,则
{ H o m ( u 1 + u 2 , v ) = H o m ( u 1 , v ) + H o m ( u 2 , v ) H o m ( u , v 1 + v 2 ) = H o m ( u , v 1 ) + H o m ( u , v 2 )
\begin{cases}
\mathrm{Hom}(u_1 + u_2, v) = \mathrm{Hom}(u_1, v) + \mathrm{Hom}(u_2, v) \\
\mathrm{Hom}(u, v_1 + v_2) = \mathrm{Hom}(u, v_1) + \mathrm{Hom}(u, v_2)
\end{cases}
{ Hom ( u 1 + u 2 , v ) = Hom ( u 1 , v ) + Hom ( u 2 , v ) Hom ( u , v 1 + v 2 ) = Hom ( u , v 1 ) + Hom ( u , v 2 )
令E ′ ′ , F ′ ′ E'', F'' E ′′ , F ′′ 为两个A A A 模块,u ′ : E ′ ′ → E ′ u': E'' \to E' u ′ : E ′′ → E ′ 和v ′ : F ′ → F ′ ′ v': F' \to F'' v ′ : F ′ → F ′′ 线性映射。然后
H o m ( u ∘ u ′ , v ′ ∘ v ) = H o m ( u ′ , v ′ ) ∘ H o m ( u , v ) .
\mathrm{Hom}(u \circ u', v' \circ v) = \mathrm{Hom}(u', v') \circ \mathrm{Hom}(u, v).
Hom ( u ∘ u ′ , v ′ ∘ v ) = Hom ( u ′ , v ′ ) ∘ Hom ( u , v ) .
如果u u u 是E ′ E' E ′ 的同构到E E E ,并且F F F 的v v v 同构到F ′ F' F ′ ,则H o m ( u , v ) \mathrm{Hom}(u, v) Hom ( u , v ) 是H o m ( E , F ) \mathrm{Hom}(E, F) Hom ( E , F ) 的同构到H o m ( E ′ , F ′ ) \mathrm{Hom}(E', F') Hom ( E ′ , F ′ ) ,其逆同构通过 (10) 等于 H o m ( u − 1 , v − 1 ) \mathrm{Hom}(u^{-1}, v^{-1}) Hom ( u − 1 , v − 1 ) 。
如果h h h (或k k k )是E E E (或F F F )的自同态,则H o m ( h , 1 F ) \mathrm{Hom}(h, 1_F) Hom ( h , 1 F ) (或H o m ( 1 E , k ) \mathrm{Hom}(1_E, k) Hom ( 1 E , k ) )只是位似,其比率为h h h (或k k k )。左)模结构位于上面定义的环 E n d ( E ) \mathrm{End}(E) End ( E ) (或E n d ( F ) \mathrm{End}(F) End ( F ) )上。
3. 子模; 商模
设E E E 为A A A 模,M M M 子集为E E E ;对于E E E 到诱导上的A A A 模块结构以及M M M 上的A A A 模块结构,M M M 是E E E (I, § 4, no. 3)的稳定子群是必要且充分的,因为如果是这样,则结构为群与M M M 上引出的算子显然满足公理 (M I I M_{II} M I I )、(M I I I M_{III} M I I I ) 和 (M I V M_{IV} M I V );那么 M M M 和这个结构 (或者,滥用语言,集合 M M M 本身)被称为 E E E 的子模; 典范嵌入M → E M \to E M → E 是线性映射。当E E E 为向量空间时,其子模称为向量子空间(或者在不引起混淆的情况下简称为子空间)。
(1) 在任何 0 的模 E E E 集合由……组成中,子模 (零子模,通常用 0 表示,滥用记号)。 (2) 设A A A 为环。 A s A_s A s (或A d A_d A d )的子模只是环A A A 的左理想(或右理想)。 (3) 设E E E 为A A A 模,x x x 元素为E E E 的a a a 为A A A 的左理想。 元素 α x \alpha x α x 的集合,其中α \alpha α 贯穿a a a ,是E E E 的子模,用a x ax a x 表示。 (4) 在被视为Z \mathbf{Z} Z 模(no. 1)的交换群G G G 中,G G G 的每个子群也是子模。
(5) 设I I I 为实直线R \mathbf{R} R 的开区间;在I I I 上定义且连续的实值函数的集合C C C 是在I I I 上定义的所有实值函数的向量空间R I \mathbf{R}^I R I 的向量子空间。类似地,I I I 上可微的函数的集合D D D 是C ∗ C_* C ∗ 的向量子空间
令 E E E 为 A A A 模块。每个E E E 上与模结构兼容的等价关系(I, § 1, no. 6)都是形式x − y ∈ M x - y \in M x − y ∈ M ,其中M M M 是E(I, § 4, no. 4)的稳定子群,即E的子模。立即验证商群 E/M (I, § 4, no. 4) 上有运算符的群的结构为A-模结构,其中典范映射 E → E / M E \to E/M E → E / M 是线性的;有了这个结构,E/M 被称为 E 与子模 M 的 商模 。 向量空间 E 的商模被称为 E 的*商向量空间*(或简称为*商空间*)。
例* (6)。 左A-模 A s A_s A s 环定义商模 A s / a A_s/a A s / a 中各左理想a a a ;由于滥用记号,这个商模通常被表示为A / a A/a A / a 。
令E、F为两个A-模。从群与运算符(I, § 4, no. 5)(或直接从定义)的一般性质可以得出,如果u : E → F u : E \to F u : E → F 是线性映射,则E的任何子模的u u u 下的像是F的子模和逆像 F 的任意子模的 u u u 是 E 的子模。特别是,*核* N = u ‾ − 1 ( 0 ) N = \overline{u}^{-1}(0) N = u − 1 ( 0 ) 是 E 的子模,u u u 下的 E 的像 u ( E ) u(E) u ( E ) 是 F 的子模 (I, § 4, no. 6,命题7);通过滥用语言,u ( E ) u(E) u ( E ) 被称为 u* 的 像。 商模E / N E/N E / N 也称为u u u 的 共像*和商模F / u ( E ) F/u(E) F / u ( E ) u u u 的*余核*。在 u u u (I, § 4, no. 5) 的*规范分解* 中
u : E → p E / N → v u ( E ) → i F
u : E \xrightarrow{p} E/N \xrightarrow{v} u(E) \xrightarrow{i} F
u : E p E / N v u ( E ) i F
v v v 是 u u u 到 u u u 的像的余像 同构 (no. 2,命题 2)。对于u u u 是*内射*,其核是零是充分必要的;为了使 u u u 成为*满射*,其余核为零是充分必要的。
u u u 的核、像、coimage和余核分别用Keru u u 、Imu u u 、Coimu u u 、Cokeru u u 表示。
引用了 3 引用了 I § 1. 。 律合成; 结合性; 交换律 , I § 4. 。 群和群与操作员 , 命题 7, I § 4
4. 正合序列
设F、G、H为三个A-模;令 f 为 F 的同态到 G 以及 G 的同态到 H。 有序对 (f, g) 称为正合序列 if
g − 1 ( 0 ) = f ( F )
g^{-1}(0) = f(F)
g − 1 ( 0 ) = f ( F )
在其他字中,如果g的核等于f的像。
图表
(12)
F → f G → g H
F \xrightarrow{f} G \xrightarrow{g} H
F f G g H 也称为 正合序列 。
我们类似地考虑四个A-模和三个同态中的图表由……组成:
(13)
E → f F → g G → h H .
E \xrightarrow{f} F \xrightarrow{g} G \xrightarrow{h} H.
E f F g G h H .
如果图表 E → f F → g G E \xrightarrow{f} F \xrightarrow{g} G E f F g G 精确,则该图表被称为*精确于*F;如果 F → g G → h H F \xrightarrow{g} G \xrightarrow{h} H F g G h H 是精确的,则它被称为*精确于* G。如果图表 (13) 精确于 F 和 G,则简单地称为*精确*,或*正合序列*。 正合序列与任意数项的定义类似。
(a) 对于
0 ⟶ E → f F
0 \longrightarrow E \xrightarrow{f} F
0 ⟶ E f F 要成为正合序列, f f f *是单射的*是必要且充分的。
被以下引用 1 被以下引用 注
(b) 对于
E → f F ⟶ 0
E \xrightarrow{f} F \longrightarrow 0
E f F ⟶ 0 要成为正合序列, f f f 是满射的 是必要且充分的。
(c) 对于
0 ⟶ E → f F ⟶ 0
0 \longrightarrow E \xrightarrow{f} F \longrightarrow 0
0 ⟶ E f F ⟶ 0 要成为正合序列, f f f 是双射 (在其他字(no. 2,命题 2)中,
f f f 是E到F的*同构*)是必要且充分的。
(d) 如果 F * 是 * E * 的子模且* i : F → E i : F \to E i : F → E * 是典范嵌入,* p : E → E / F p : E \to E/F p : E → E / F 典范同态,图表 (14)
0 ⟶ F → i E → p E / F ⟶ 0
0 \longrightarrow F \xrightarrow{i} E \xrightarrow{p} E/F \longrightarrow 0
0 ⟶ F i E p E / F ⟶ 0 是正合序列。
(e) 如果f : E → F f : E \to F f : E → F 是同态,图表
0 ⟶ f − 1 ( 0 ) ⟶ i E ⟶ f F ⟶ p F / f ( E ) → 0
0 \longrightarrow f^{-1}(0) \overset{i}{\longrightarrow} E \overset{f}{\longrightarrow} F \overset{p}{\longrightarrow} F/f(E) \to 0
0 ⟶ f − 1 ( 0 ) ⟶ i E ⟶ f F ⟶ p F / f ( E ) → 0
(其中i i i 是典范嵌入,p p p 典范满射)是正合序列。
命题紧接在no. 2的定义和命题2之后。
5. 乘积模
设( E i ) i ∈ I (E_i)_{i \in I} ( E i ) i ∈ I 是环A上的模的族。立即验证E i E_i E i 上模结构的乘积(I , § 4 , I, § 4, I , §4 , no. 8)是A-模结构乘积集合E = ∏ i ∈ I E i E = \prod_{i \in I} E_i E = ∏ i ∈ I E i 。这样结构集合E就称为模E i E_i E i 的乘积模;如果x = ( x i ) , y = ( y i ) x = (x_i), y = (y_i) x = ( x i ) , y = ( y i ) 是E的两个元素,那么
{ x + y = ( x i + y i ) λ ⋅ x = ( λ x i )
\begin{cases}
x + y = (x_i + y_i) \\
\lambda \cdot x = (\lambda x_i)
\end{cases}
{ x + y = ( x i + y i ) λ ⋅ x = ( λ x i ) 对于所有λ ∈ A \lambda \in A λ ∈ A 。
公式 (17) 表示投影 p r i : E → E i pr_i : E \to E_i p r i : E → E i 是线性映射;这些映射显然是满射的。
回想一下,如果索引集合 I 为空,则乘积集合 ∏ i ∈ I E i \prod_{i \in I} E_i ∏ i ∈ I E i 则由单个元素组成; 乘积模结构在这个集合上,那么唯一元素是0。
让*E = ∏ i ∈ I E i E = \prod_{i \in I} E_i E = ∏ i ∈ I E i *成为A-模*( E i ) i ∈ I (E_i)_{i \in I} ( E i ) i ∈ I 家庭的乘积。 对于每一个A-模 F 和每个线性映射 f i : F → E i f_i : F \to E_i f i : F → E i 都存在一个且仅有一个映射 f 的 F 进入 E 使得 p r i ∘ f = f i pr_i \circ f = f_i p r i ∘ f = f i 对于所有 i ∈ I i \in I i ∈ I 并且这个映射是线性的 。
被以下引用 2 被以下引用 推论 1, II § 7 , LIE I § 2. 。包络代数的李代数
这直接来自定义。
模的乘积是“结合的”:如果 ( J λ ) λ ∈ L (J_\lambda)_{\lambda \in L} ( J λ ) λ ∈ L 是 I 的划分,则典范映射
∏ i ∈ I E i → ∏ λ ∈ L ( ∏ i ∈ J λ E i )
\prod_{i \in I} E_i \to \prod_{\lambda \in L} \left( \prod_{i \in J_\lambda} E_i \right)
i ∈ I ∏ E i → λ ∈ L ∏ ( i ∈ J λ ∏ E i ) 是同构。
(i) 令 ( E i ) i ∈ I , ( F i ) i ∈ I (E_i)_{i \in I}, (F_i)_{i \in I} ( E i ) i ∈ I , ( F i ) i ∈ I 为具有相同索引集合 I的两个A-模族; 对于线性映射 f i : E i → F i f_i : E_i \to F_i f i : E i → F i (i ∈ I i \in I i ∈ I ) 的每个家庭,*映射* f : ( x i ) → ( f i ( x i ) ) f : (x_i) \to (f_i(x_i)) f : ( x i ) → ( f i ( x i )) of ∏ i E i \prod_i E_i ∏ i E i 进入 ∏ i F i \prod_i F_i ∏ i F i (有时表示为 ∏ i f i \prod_i f_i ∏ i f i )*是线性的*。
被以下引用 3 被以下引用 推论 , 命题 7 , 命题 3, II § 2
(ii) 令 ( G i ) i ∈ I (G_i)_{i \in I} ( G i ) i ∈ I 成为A-模的第三个族,其中 I 作为索引集合,并且对于所有 i ∈ I , i \in I, i ∈ I , ,令g i : F i → G i g_i : F_i \to G_i g i : F i → G i 为线性映射;让g = ∏ i g i g = \prod_i g_i g = ∏ i g i 。准确地说,对于序列 E i → f i F i → g i G i E_i \xrightarrow{f_i} F_i \xrightarrow{g_i} G_i E i f i F i g i G i 中的每一个,序列是充分必要的
∏ i E i → f ∏ i F i → g ∏ i G i
\prod_i E_i \xrightarrow{f} \prod_i F_i \xrightarrow{g} \prod_i G_i
i ∏ E i f i ∏ F i g i ∏ G i
准确地说。
断言 (i) 紧接着定义。另一方面,说y = ( y i ) y = (y_i) y = ( y i ) 属于到Ker ( g ) \operatorname{Ker}(g) Ker ( g ) 意味着g i ( y i ) = 0 g_i(y_i) = 0 g i ( y i ) = 0 对于所有i ∈ I i \in I i ∈ I ,因此y i ∈ Ker ( g i ) y_i \in \operatorname{Ker}(g_i) y i ∈ Ker ( g i ) 对于所有i ∈ I i \in I i ∈ I ;类似地,说y y y 属于到Im ( f ) \operatorname{Im}(f) Im ( f ) 意味着存在x = ( x i ) ∈ ∏ i E i x = (x_i) \in \prod_i E_i x = ( x i ) ∈ ∏ i E i 使得y = f ( x ) y = f(x) y = f ( x ) ,这相当于说对于所有i ∈ I i \in I i ∈ I 来说y i = f i ( x i ) y_i = f_i(x_i) y i = f i ( x i ) 或者对于所有i ∈ I i \in I i ∈ I 来说也相当于y i ∈ Im ( f i ) y_i \in \operatorname{Im}(f_i) y i ∈ Im ( f i ) ; 从而(二)。
在命题 5 中的条件下,(i),
Ker ( f ) = ∏ i ∈ I Ker ( f i ) , Im ( f ) = ∏ i ∈ I Im ( f i )
\operatorname{Ker}(f) = \prod_{i \in I} \operatorname{Ker}(f_i), \qquad \operatorname{Im}(f) = \prod_{i \in I} \operatorname{Im}(f_i)
Ker ( f ) = i ∈ I ∏ Ker ( f i ) , Im ( f ) = i ∈ I ∏ Im ( f i )
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 命题 5
被以下引用 推论 1
还有典范同构
Coim ( f ) → ∏ i ∈ I Coim ( f i ) , Coker ( f ) = ∏ i ∈ I Coker ( f i )
\operatorname{Coim}(f) \to \prod_{i \in I} \operatorname{Coim}(f_i), \qquad \operatorname{Coker}(f) = \prod_{i \in I} \operatorname{Coker}(f_i)
Coim ( f ) → i ∈ I ∏ Coim ( f i ) , Coker ( f ) = i ∈ I ∏ Coker ( f i )
通过分别与∏ i E i \prod_i E_i ∏ i E i 、模Ker ( f ) \operatorname{Ker}(f) Ker ( f ) 的元素x = ( x i ) x = (x_i) x = ( x i ) 的类(分别与∏ i F i \prod_i F_i ∏ i F i 、模Im ( f ) \operatorname{Im}(f) Im ( f ) 的元素y = ( y i ) y = (y_i) y = ( y i ) 的类)相关联而获得x i x_i x i 模组的类。 Ker ( f i ) \operatorname{Ker}(f_i) Ker ( f i ) (分别是y i y_i y i mod. Im ( f ) \operatorname{Im}(f) Im ( f ) 的类系列)。
特别是,对于 f f f 是单射的(分别是满射、双射的、零),对于所有 i ∈ I i \in I i ∈ I 、f i f_i f i 是单射(分别是满射、双射的、零)是必要和充分的。
如果,对于所有i ∈ I i \in I i ∈ I ,我们认为E i E_i E i 的子模F i F_i F i ,模∏ i ∈ I F i \prod_{i \in I} F_i ∏ i ∈ I F i 是∏ i ∈ I E i \prod_{i \in I} E_i ∏ i ∈ I E i 的子模,并且根据命题5的推论,有典范同构
∏ i ∈ I ( E i / F i ) → ( ∏ i ∈ I E i ) / ( ∏ i ∈ I F i ) .
\prod_{i \in I} (E_i/F_i) \to \left( \prod_{i \in I} E_i \right) / \left( \prod_{i \in I} F_i \right).
i ∈ I ∏ ( E i / F i ) → ( i ∈ I ∏ E i ) / ( i ∈ I ∏ F i ) .
模的乘积的一个重要的例是,所有因子模都等于相同的模F F F ;那么他们的乘积F I F^I F I 只是I I I 的映射到F F F 的集合。 I I I 上等于 x x x 的常数函数的对角线映射 F → F I F \to F^I F → F I 映射 x ∈ F x \in F x ∈ F 是线性的。如果 ( E i ) i ∈ I (E_i)_{i \in I} ( E i ) i ∈ I 是一系列 A A A 模块,并且对于所有 i ∈ I i \in I i ∈ I ,f i : F → E i f_i : F \to E_i f i : F → E i 是线性映射,则 F F F 的线性映射 x ↦ ( f i ( x ) ) x \mapsto (f_i(x)) x ↦ ( f i ( x )) 到 ∏ i ∈ I E i \prod_{i \in I} E_i ∏ i ∈ I E i 的合成将F I F^I F I 的映射( x i ) ↦ ( f i ( x i ) ) (x_i) \mapsto (f_i(x_i)) ( x i ) ↦ ( f i ( x i )) 分解为∏ i ∈ I E i \prod_{i \in I} E_i ∏ i ∈ I E i 和对角线映射F → F I F \to F^I F → F I 。
6. 直和 / 模
让( E i ) i ∈ I (E_i)_{i \in I} ( E i ) i ∈ I 是A-模的一个家庭,F = ∏ i ∈ I E i F = \prod_{i \in I} E_i F = ∏ i ∈ I E i 是他们的乘积。 x ∈ F x \in F x ∈ F 的集合E E E ,使得除了指标的有限数之外,p r i x = 0 \mathrm{pr}_i x = 0 pr i x = 0 显然是F F F 的子模,称为族的外部直和(或简称为直和) 模 ( E i ) (E_i) ( E i ) 并表示为 ⨁ i ∈ I E i \bigoplus_{i \in I} E_i ⨁ i ∈ I E i (I, § 4, no. 9)。当I有限时,则⨁ i ∈ I E i = ∏ i ∈ I E i \bigoplus_{i \in I} E_i = \prod_{i \in I} E_i ⨁ i ∈ I E i = ∏ i ∈ I E i ;如果I = { p , q } I = \{p, q\} I = { p , q } (Z \mathbf{Z} Z 的间隔),我们也写
⨁ i ∈ I E i = E p ⊕ E p + 1 ⊕ ⋯ ⊕ E q .
\bigoplus_{i \in I} E_i = E_p \oplus E_{p+1} \oplus \cdots \oplus E_q.
i ∈ I ⨁ E i = E p ⊕ E p + 1 ⊕ ⋯ ⊕ E q .
对于所有κ ∈ I \kappa \in I κ ∈ I ,令j κ j_\kappa j κ 为映射E κ → F E_\kappa \to F E κ → F ,它与F F F 的每个x κ ∈ E κ x_\kappa \in E_\kappa x κ ∈ E κ 元素相关联,使得p r i ( j κ ( x κ ) ) = 0 \mathrm{pr}_i(j_\kappa(x_\kappa)) = 0 pr i ( j κ ( x κ )) = 0 对应于i ≠ κ i \neq \kappa i = κ 和p r κ ( j κ ( x κ ) ) = x κ \mathrm{pr}_\kappa(j_\kappa(x_\kappa)) = x_\kappa pr κ ( j κ ( x κ )) = x κ ; 直接的是j κ j_\kappa j κ 是E κ E_\kappa E κ 的单射线性映射到E i E_i E i 的直和E E E ,我们称之为典范嵌入; E E E 的子模j κ ( E κ ) j_\kappa(E_\kappa) j κ ( E κ ) ,与E κ E_\kappa E κ 同构的,称为指标κ \kappa κ 的E E E 的分量子模。通常通过 j κ j_\kappa j κ 来识别E κ E_\kappa E κ 。
对于所有x ∈ E = ⨁ i ∈ I E i x \in E = \bigoplus_{i \in I} E_i x ∈ E = ⨁ i ∈ I E i ,因此我们有
x = ∑ i ∈ I j i ( p r i x ) .
x = \sum_{i \in I} j_i(\mathrm{pr}_i x).
x = i ∈ I ∑ j i ( pr i x ) .
(20)
让*( E i ) i ∈ I (E_i)_{i \in I} ( E i ) i ∈ I *成为A-模*、M M M *A-模的一个家庭,并且对于所有*i ∈ I i \in I i ∈ I ,*让*f i : E i → M f_i : E_i \to M f i : E i → M *成为线性映射*。 那么存在且仅有一个线性映射 g : ⨁ i ∈ I E i → M g : \bigoplus_{i \in I} E_i \to M g : ⨁ i ∈ I E i → M 这样,对于所有 i ∈ I i \in I i ∈ I :
引用了 1 · 被以下引用 11 引用了 I § 2. 。 单位元素;可取消元素; 可逆元
被以下引用 注 , 注 , 注 , 命题 12 , 命题 17 , 推论 1 , 推论 2 , 推论 2 , 命题 7, II § 3 , 命题 9, III § 6 , VIII § 4. 。 半单模
g ∘ j i = f i .
g \circ j_i = f_i.
g ∘ j i = f i .
(21)
根据 (20),如果 g g g 存在,那么必然对于所有 x ∈ ⨁ i ∈ I E i x \in \bigoplus_{i \in I} E_i x ∈ ⨁ i ∈ I E i ,
g ( x ) = ∑ i g ( j i ( p r i ( x ) ) ) = ∑ i f i ( p r i ( x ) ) ,
g(x) = \sum_i g(j_i(\mathrm{pr}_i(x))) = \sum_i f_i(\mathrm{pr}_i(x)),
g ( x ) = i ∑ g ( j i ( pr i ( x ))) = i ∑ f i ( pr i ( x )) ,
从而唯一性共g g g 。相反,对于所有x ∈ ⨁ i ∈ I E i x \in \bigoplus_{i \in I} E_i x ∈ ⨁ i ∈ I E i ,设定g ( x ) = ∑ i f i ( p r i ( x ) ) g(x) = \sum_i f_i(\mathrm{pr}_i(x)) g ( x ) = ∑ i f i ( pr i ( x )) ,立即验证线性映射已经定义为叙述的满足条件。
当不会引起混淆时,我们写g = ∑ i ∈ I f i g = \sum_{i \in I} f_i g = ∑ i ∈ I f i (这与I, § 2, no. 1的约定相反,当( f i ) (f_i) ( f i ) 家族不属于有限支撑时)。
特别是,如果 J 是 I 中的任意子集,则i ∈ J i \in J i ∈ J 定义的典范嵌入 j i j_i j i 是一个规范的线性映射 j J : ⨁ i ∈ J E i → ⨁ i ∈ I E i j_J : \bigoplus_{i \in J} E_i \to \bigoplus_{i \in I} E_i j J : ⨁ i ∈ J E i → ⨁ i ∈ I E i ,它与每个 ( x i ) i ∈ I (x_i)_{i \in I} ( x i ) i ∈ I 元素 ( x i ′ ) i ∈ I (x'_i)_{i \in I} ( x i ′ ) i ∈ I 关联,使得x i ′ = x i x'_i = x_i x i ′ = x i 对应i ∈ J i \in J i ∈ J ,x i ′ = 0 x'_i = 0 x i ′ = 0 对应i ∉ J i \notin J i ∈ / J ;这个映射显然是内射的。此外,如果( J λ ) λ ∈ L (J_\lambda)_{\lambda \in L} ( J λ ) λ ∈ L 是I的划分,则映射i : ⨁ λ ∈ L ( ⨁ i ∈ J λ E i ) → ⨁ i ∈ I E i i : \bigoplus_{\lambda \in L} \left( \bigoplus_{i \in J_\lambda} E_i \right) \to \bigoplus_{i \in I} E_i i : ⨁ λ ∈ L ( ⨁ i ∈ J λ E i ) → ⨁ i ∈ I E i 相应的到( j J λ ) (j_{J_\lambda}) ( j J λ ) 到命题6的家庭是一个称为规范的*同构的*(“结合性” 直和)。
令( E i ) i ∈ I , ( F λ ) λ ∈ L (E_i)_{i \in I}, (F_\lambda)_{\lambda \in L} ( E i ) i ∈ I , ( F λ ) λ ∈ L 为A-模的两个族。 映射*
Hom A ( ⨁ i ∈ I E i , ∏ λ ∈ L F λ ) → ∏ ( i , λ ) ∈ I × L Hom A ( E i , F λ )
\text{Hom}_A \left( \bigoplus_{i \in I} E_i, \prod_{\lambda \in L} F_\lambda \right) \to \prod_{(i, \lambda) \in I \times L} \text{Hom}_A(E_i, F_\lambda)
Hom A ( i ∈ I ⨁ E i , λ ∈ L ∏ F λ ) → ( i , λ ) ∈ I × L ∏ Hom A ( E i , F λ ) *与每个
g ∈ Hom A ( ⨁ i ∈ I E i , ∏ λ ∈ L F λ ) g \in \text{Hom}_A \left( \bigoplus_{i \in I} E_i, \prod_{\lambda \in L} F_\lambda \right) g ∈ Hom A ( ⨁ i ∈ I E i , ∏ λ ∈ L F λ ) 系列
( pr λ ∘ g ∘ j i ) (\operatorname{pr}_\lambda \circ g \circ j_i) ( pr λ ∘ g ∘ j i ) 相关联,是一个
Z \mathbf{Z} Z 模块同构(称为规范)。
引用了 1 · 被以下引用 8 引用了 命题 6
被以下引用 命题 3, AC VII § 4 , 推论 2 , 命题 10, II § 2 , 命题 2, II § 2 , 命题 3, II § 2 , 推论 2, II § 2 , 引理 3, II § 4 , 注, II § 7
这是从命题 6 和 no. 5、命题 4 得出的。
令( E i ) i ∈ I (E_i)_{i \in I} ( E i ) i ∈ I 为A-模、F A-模的族,对于每个i ∈ I i \in I i ∈ I ,令f i : E i → F f_i : E_i \to F f i : E i → F 为线性映射。为了使 f = ∑ i ∈ I f i f = \sum_{i \in I} f_i f = ∑ i ∈ I f i 成为 E = ⨁ i ∈ I E i E = \bigoplus_{i \in I} E_i E = ⨁ i ∈ I E i 的同构到 F 上,每个i ∈ I i \in I i ∈ I 线性映射 g i : F → E i g_i : F \to E_i g i : F → E i 存在以下属性是充分必要的:* (1) g i ∘ f i = 1 E i g_i \circ f_i = 1_{E_i} g i ∘ f i = 1 E i 对于所有 i ∈ I i \in I i ∈ I 。 (2) g i ∘ f κ = 0 g_i \circ f_\kappa = 0 g i ∘ f κ = 0 为 i ≠ κ i \neq \kappa i = κ 。 (3) 对于所有y ∈ F y \in F y ∈ F ,家庭( g i ( y ) ) (g_i(y)) ( g i ( y )) 有有限支撑并且
y = ∑ i ∈ I f i ( g i ( y ) ) .
y = \sum_{i \in I} f_i(g_i(y)).
y = i ∈ I ∑ f i ( g i ( y )) . 注如果I是有限的,最后一个条件也可以写成
∑ i ∈ I f i ∘ g i = 1 F .
\sum_{i \in I} f_i \circ g_i = 1_F.
i ∈ I ∑ f i ∘ g i = 1 F . 显然条件是必要的,因为他们已经满足了
g i = pr i ∘ f i − 1 g_i = \operatorname{pr}_i \circ f_i^{-1} g i = pr i ∘ f i − 1 。相反,如果它们成立,则对于所有
y ∈ F y \in F y ∈ F ,定义了
g ( y ) = ∑ i j i ( g i ( y ) ) g(y) = \sum_i j_i(g_i(y)) g ( y ) = ∑ i j i ( g i ( y )) ,并且
g g g 是 F 到 E 的线性映射,是直接的。对于所有
y ∈ F y \in F y ∈ F ,
f ( g ( y ) ) = ∑ i f i ( g i ( y ) ) = y f(g(y)) = \sum_i f_i(g_i(y)) = y f ( g ( y )) = ∑ i f i ( g i ( y )) = y 除假设。另一方面,对于所有
x ∈ E x \in E x ∈ E ,
g κ ( f ( x ) ) = g κ ( ∑ i f i ( pr i ( x ) ) ) = g κ ( f κ ( pr κ ( x ) ) ) = pr κ ( x ) g_\kappa(f(x)) = g_\kappa \left( \sum_i f_i(\operatorname{pr}_i(x)) \right) = g_\kappa(f_\kappa(\operatorname{pr}_\kappa(x))) = \operatorname{pr}_\kappa(x) g κ ( f ( x )) = g κ ( ∑ i f i ( pr i ( x )) ) = g κ ( f κ ( pr κ ( x ))) = pr κ ( x ) 乘以假设;
被以下引用 3 被以下引用 推论, II § 2 , 引理 2, II § 4 , 引理 5, II § 4
因此g ( f ( x ) ) = ∑ i j i ( g i ( f ( x ) ) ) = ∑ i j i ( p r i ( x ) ) = x g(f(x)) = \sum_i j_i(g_i(f(x))) = \sum_i j_i(\mathrm{pr}_i(x)) = x g ( f ( x )) = ∑ i j i ( g i ( f ( x ))) = ∑ i j i ( pr i ( x )) = x ,证明了推论。
(i) 设 ( E i ) i ∈ I , ( F i ) i ∈ I (E_i)_{i \in I}, (F_i)_{i \in I} ( E i ) i ∈ I , ( F i ) i ∈ I 为两个系列的 A A A *-具有相同索引集合* I I I 的模块; 对于线性映射 f i : E i → F i f_i : E_i \to F_i f i : E i → F i (i ∈ I i \in I i ∈ I ) 的每个家庭,*限制到* ⨁ i ∈ I E i \bigoplus_{i \in I} E_i ⨁ i ∈ I E i 线性映射 ( x i ) ↦ ( f i ( x i ) ) (x_i) \mapsto (f_i(x_i)) ( x i ) ↦ ( f i ( x i )) 是线性映射 f : ⨁ i ∈ I E i → ⨁ i ∈ I F i f : \bigoplus_{i \in I} E_i \to \bigoplus_{i \in I} F_i f : ⨁ i ∈ I E i → ⨁ i ∈ I F i 表示为 ⨁ i ∈ I f i \bigoplus_{i \in I} f_i ⨁ i ∈ I f i 或 ⨁ i f i \bigoplus_i f_i ⨁ i f i (其中 f = f p ⊕ f p + 1 ⊕ ⋯ ⊕ f q f = f_p \oplus f_{p+1} \oplus \cdots \oplus f_q f = f p ⊕ f p + 1 ⊕ ⋯ ⊕ f q 如果 I = [ p , q ] I = [p, q] I = [ p , q ] 是 Z \mathbf{Z} Z * 中的一个区间)。
引用了 1 · 被以下引用 4 引用了 命题 5
被以下引用 注 , 注 , 推论 1 , 注, III § 7
(ii) 让 ( G i ) i ∈ I (G_i)_{i \in I} ( G i ) i ∈ I *成为*A A A *模块的第三个系列,其中*I I I *作为索引集合,并且对于所有*i ∈ I i \in I i ∈ I ,*让*g i : F i → G i g_i : F_i \to G_i g i : F i → G i *为线性映射;我们写* g = ⨁ i g i g = \bigoplus_i g_i g = ⨁ i g i 。 对于序列 E i → f i F i → g i G i E_i \xrightarrow{f_i} F_i \xrightarrow{g_i} G_i E i f i F i g i G i 准确地说,序列 是充分必要的
⨁ i E i → f ⨁ i F i → g ⨁ i G i
\bigoplus_i E_i \xrightarrow{f} \bigoplus_i F_i \xrightarrow{g} \bigoplus_i G_i
i ⨁ E i f i ⨁ F i g i ⨁ G i 准确地说 。
显然,对于所有( x i ) ∈ ⨁ i E i (x_i) \in \bigoplus_i E_i ( x i ) ∈ ⨁ i E i ,( f i ( x i ) ) (f_i(x_i)) ( f i ( x i )) 族有有限支撑、从而(i)。另一方面,说⨁ i F i \bigoplus_i F_i ⨁ i F i 属于到K e r ( g ) \mathrm{Ker}(g) Ker ( g ) 的元素y = ( y i ) y = (y_i) y = ( y i ) 意味着y i ∈ K e r ( g i ) y_i \in \mathrm{Ker}(g_i) y i ∈ Ker ( g i ) 对于所有i ∈ I i \in I i ∈ I (no. 5,命题5);类似地,如果y i ∈ I m ( f i ) y_i \in \mathrm{Im}(f_i) y i ∈ Im ( f i ) 对于所有i ∈ I i \in I i ∈ I ,则每个i ∈ I i \in I i ∈ I 都存在x i ∈ E i x_i \in E_i x i ∈ E i ,使得y i = f i ( x i ) y_i = f_i(x_i) y i = f i ( x i ) ,并且当y i = 0 y_i = 0 y i = 0 时,可以假设x i = 0 x_i = 0 x i = 0 ;因此y ∈ I m ( f ) y \in \mathrm{Im}(f) y ∈ Im ( f ) 和逆命题是明显的。
在命题 7 的条件以下,(i),*
K e r ( f ) = ⨁ i ∈ I K e r ( f i ) , I m ( f ) = ⨁ i ∈ I I m ( f i )
\mathrm{Ker}(f) = \bigoplus_{i \in I} \mathrm{Ker}(f_i), \qquad \mathrm{Im}(f) = \bigoplus_{i \in I} \mathrm{Im}(f_i)
Ker ( f ) = i ∈ I ⨁ Ker ( f i ) , Im ( f ) = i ∈ I ⨁ Im ( f i ) 还有典范同构 C o i m ( f ) → ⨁ i ∈ I C o i m ( f i ) , C o k e r ( f ) → ⨁ i ∈ I C o k e r ( f i )
\mathrm{Coim}(f) \to \bigoplus_{i \in I} \mathrm{Coim}(f_i), \qquad \mathrm{Coker}(f) \to \bigoplus_{i \in I} \mathrm{Coker}(f_i)
Coim ( f ) → i ∈ I ⨁ Coim ( f i ) , Coker ( f ) → i ∈ I ⨁ Coker ( f i ) 定义如no. 5,命题 5的推论。特别是,对于 f f f 为单射(分别为满射、双射的、零),每个 f i f_i f i 为单射(分别为满射、双射的、零) 是必要且充分的。
引用了 2 · 被以下引用 3 引用了 命题 7 , 推论
被以下引用 命题 2, AC I § 2 , 引理 1, II § 2 , 推论 6, II § 3
如果对于所有i ∈ I i \in I i ∈ I ,我们认为E i E_i E i 、模⨁ i ∈ I F i \bigoplus_{i \in I} F_i ⨁ i ∈ I F i 的子模F i F_i F i 是⨁ i ∈ I E i \bigoplus_{i \in I} E_i ⨁ i ∈ I E i 的子模,并且根据推论1到命题7,有典范同构
⨁ i ∈ I ( E i / F i ) → ( ⨁ i ∈ I E i ) / ( ⨁ i ∈ I F i ) .
\bigoplus_{i \in I} (E_i/F_i) \to \left( \bigoplus_{i \in I} E_i \right) / \left( \bigoplus_{i \in I} F_i \right).
i ∈ I ⨁ ( E i / F i ) → ( i ∈ I ⨁ E i ) / ( i ∈ I ⨁ F i ) .
令( E i ) i ∈ I , ( E i ′ ) i ∈ I , ( F λ ) λ ∈ L , ( F λ ′ ) λ ∈ L (E_i)_{i \in I}, (E'_i)_{i \in I}, (F_\lambda)_{\lambda \in L}, (F'_\lambda)_{\lambda \in L} ( E i ) i ∈ I , ( E i ′ ) i ∈ I , ( F λ ) λ ∈ L , ( F λ ′ ) λ ∈ L 为A A A 模块的四个系列,并且对于每个i ∈ I i \in I i ∈ I (分别为每个λ ∈ L \lambda \in L λ ∈ L ),u i : E i ′ → E i u_i : E'_i \to E_i u i : E i ′ → E i (分别为v λ : F λ → F λ ′ v_\lambda : F_\lambda \to F'_\lambda v λ : F λ → F λ ′ )线性映射。然后图表
Hom ( ⨁ i ∈ I E i ′ , ∏ λ ∈ L F λ ′ ) → ϕ ′ ∏ ( i , λ ) ∈ I × L Hom ( E i ′ , F λ ′ ) ↑ ↑ Hom ( ⨁ i u i , ∏ λ v λ ) ∏ Hom ( u i , v λ ) Hom ( ⨁ i ∈ I E i , ∏ λ ∈ L F λ ) → ϕ ∏ ( i , λ ) ∈ I × L Hom ( E i , F λ )
\begin{array}{ccc}
\operatorname{Hom}\left( \bigoplus_{i \in I} E'_i, \prod_{\lambda \in L} F'_\lambda \right) & \xrightarrow{\phi'} & \prod_{(i, \lambda) \in I \times L} \operatorname{Hom}(E'_i, F'_\lambda) \\
\uparrow & & \uparrow \\
\operatorname{Hom}\left( \bigoplus_i u_i, \prod_\lambda v_\lambda \right) & & \prod \operatorname{Hom}(u_i, v_\lambda) \\
\operatorname{Hom}\left( \bigoplus_{i \in I} E_i, \prod_{\lambda \in L} F_\lambda \right) & \xrightarrow{\phi} & \prod_{(i, \lambda) \in I \times L} \operatorname{Hom}(E_i, F_\lambda)
\end{array}
Hom ( ⨁ i ∈ I E i ′ , ∏ λ ∈ L F λ ′ ) ↑ Hom ( ⨁ i u i , ∏ λ v λ ) Hom ( ⨁ i ∈ I E i , ∏ λ ∈ L F λ ) ϕ ′ ϕ ∏ ( i , λ ) ∈ I × L Hom ( E i ′ , F λ ′ ) ↑ ∏ Hom ( u i , v λ ) ∏ ( i , λ ) ∈ I × L Hom ( E i , F λ )
引用了 2 引用了 推论 1 , 命题 6
(其中ϕ \phi ϕ 和ϕ ′ \phi' ϕ ′ 是推论1到命题6中定义的典范同构)是可交换的。
验证立即从定义开始。
当所有E i E_i E i 等于同一个A A A 模E E E 时,直和⨁ i ∈ I E i \bigoplus_{i \in I} E_i ⨁ i ∈ I E i 也表示为E ( I ) E^{(I)} E ( I ) :其元素是I I I 的映射变成E E E 和有限支撑。如果对于所有i i i ,f i f_i f i 取为恒等映射E → E E \to E E → E ,通过命题6,得到线性映射E ( I ) → E E^{(I)} \to E E ( I ) → E ,称为*对角线*,它与元素的每个族( x i ) i ∈ I (x_i)_{i \in I} ( x i ) i ∈ I 相关联E E E ,有限支撑,它的*和* ∑ i ∈ I x i \sum_{i \in I} x_i ∑ i ∈ I x i 。
7. 交和和子模
对于A A A 模块E E E 的子模的每个族( M i ) i ∈ I (M_i)_{i \in I} ( M i ) i ∈ I ,交⋂ i ∈ I E i \bigcap_{i \in I} E_i ⋂ i ∈ I E i 是E E E 的子模。如果,对于每个i ∈ I i \in I i ∈ I ,ϕ i \phi_i ϕ i 表示典范同态E → E / M i E \to E/M_i E → E / M i ,⋂ i ∈ I M i \bigcap_{i \in I} M_i ⋂ i ∈ I M i 是E E E 的同态ϕ : x ↦ ( ϕ i ( x ) ) \phi : x \mapsto (\phi_i(x)) ϕ : x ↦ ( ϕ i ( x )) 到∏ i ∈ I ( E / M i ) \prod_{i \in I} (E/M_i) ∏ i ∈ I ( E / M i ) 的*核*,在其他字中,有*正合序列*
0 ⟶ ⋂ i ∈ I M i ⟶ E → ϕ ∏ i ∈ I ( E / M i ) .
0 \longrightarrow \bigcap_{i \in I} M_i \longrightarrow E \xrightarrow{\phi} \prod_{i \in I} (E/M_i).
0 ⟶ i ∈ I ⋂ M i ⟶ E ϕ i ∈ I ∏ ( E / M i ) .
线性映射 ϕ \phi ϕ 和映射
E / ( ⋂ i ∈ I M i ) → ∏ i ∈ I ( E / M i )
E / \left( \bigcap_{i \in I} M_i \right) \to \prod_{i \in I} (E / M_i)
E / ( i ∈ I ⋂ M i ) → i ∈ I ∏ ( E / M i ) 由经过求商得到的,称为规范的。
尤其:
如果一个家庭* ( M i ) i ∈ I (M_i)_{i \in I} ( M i ) i ∈ I * of 子模 of* E E E 将交简化为 0 0 0 E 与 ∏ i ∈ I ( E / M i ) \prod_{i \in I} (E / M_i) ∏ i ∈ I ( E / M i ) 的子模典型同构。
引用了 1 引用了 I § 4. 。 群和群与操作员
给定 A A A 模块 E E E 的子集 X X X ,E E E 包含 X X X 的子模交 F F F 被称为子模 *由 X X X 生成 ,并且X X X 称为 F F F (I, § 4, no. 3) 的 生成的集合 (或 生成的系统 );对于E E E 的元素的族( a i ) i ∈ I (a_i)_{i \in I} ( a i ) i ∈ I ,由a i a_i a i 的集合生成的子模称为由( a i ) (a_i) ( a i ) 的族生成的子模。
如果 A A A 模块具有*有限* 生成的集合,则称为“有限生成”。
The submodule generated by a family* ( a i ) i ∈ I (a_i)_{i \in I} ( a i ) i ∈ I of elements of an A A A *-module* E E E is the set of linear combinations of the family ( a i ) (a_i) ( a i ) .
被以下引用 4 被以下引用 定义 12 , 注 , 推论 2 , 命题 22
E E E 中的每个子模,其中包含所有a i a_i a i 以及a i a_i a i 中的包含线性组合。反过来,no. 1的公式(1)和(2)证明a i a_i a i 的线性组合的集合是E E E 的子模,显然包含所有a i a_i a i 因此是最小的子模包含他们。
设*u : E → F u : E \to F u : E → F *为*E E E *的线性映射、S子集和*M M M *子模*E E E *由*S S S 生成。 那么 u ( M ) u(M) u ( M ) *是*F F F *的子模*由*u ( S ) u(S) u ( S ) 生成。
被以下引用 1 被以下引用 命题 22
特别地,E E E 的任意有限生成的子模在u u u 下的像是F F F 的有限生成的子模。
The submodule generated by the union of a family* ( M i ) i ∈ I (M_i)_{i \in I} ( M i ) i ∈ I of submodules of a module E E E is identical with the set of sums ∑ i ∈ I x i \sum_{i \in I} x_i ∑ i ∈ I x i , where ( x i ) i ∈ I (x_i)_{i \in I} ( x i ) i ∈ I runs through the set of families of elements of E E E of finite support such that x i ∈ M i x_i \in M_i x i ∈ M i for all i ∈ I i \in I i ∈ I .
显然⋃ i ∈ I M i \bigcup_{i \in I} M_i ⋃ i ∈ I M i 的元素的每一个线性组合都是上面的形式; 逆命题是显而易见的。
The submodule of E generated by the union of a family ( M i ) i ∈ I (M_i)_{i \in I} ( M i ) i ∈ I of submodules of E is called the sum of the family ( M i ) (M_i) ( M i ) and is denoted by ∑ i ∈ I M i \sum_{i \in I} M_i ∑ i ∈ I M i .
如果对于所有i ∈ I i \in I i ∈ I ,h i h_i h i 是典范嵌入M i → E M_i \to E M i → E 和⨁ i ∈ I M i \bigoplus_{i \in I} M_i ⨁ i ∈ I M i 的h : ( x i ) ↦ ∑ i h i ( x i ) h : (x_i) \mapsto \sum_i h_i(x_i) h : ( x i ) ↦ ∑ i h i ( x i ) 线性映射到E相应的到家庭( h i ) (h_i) ( h i ) (no. 6,命题6),∑ i ∈ I M i \sum_{i \in I} M_i ∑ i ∈ I M i 是h h h 的*像*;在其他字中,有一个*正合序列
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 命题 6
被以下引用 推论 3
⨁ i ∈ I M i → h E ⟶ E / ( ∑ i ∈ I M i ) ⟶ 0.
\bigoplus_{i \in I} M_i \xrightarrow{h} E \longrightarrow E / \left( \sum_{i \in I} M_i \right) \longrightarrow 0.
i ∈ I ⨁ M i h E ⟶ E / ( i ∈ I ∑ M i ) ⟶ 0.
如果* ( M λ ) λ ∈ L (M_\lambda)_{\lambda \in L} ( M λ ) λ ∈ L 是A-模 E 的子模的右有向族,和 ∑ λ ∈ L M λ \sum_{\lambda \in L} M_\lambda ∑ λ ∈ L M λ 与并 ⋃ λ ∈ L M λ \bigcup_{\lambda \in L} M_\lambda ⋃ λ ∈ L M λ 相同。
引用了 1 引用了 推论 2
⋃ λ ∈ L M λ ⊂ ∑ λ ∈ L M λ \bigcup_{\lambda \in L} M_\lambda \subset \sum_{\lambda \in L} M_\lambda ⋃ λ ∈ L M λ ⊂ ∑ λ ∈ L M λ 在没有假设的情况下始终为真;另一方面,对于每个有限子族 ( M λ ) λ ∈ J (M_\lambda)_{\lambda \in J} ( M λ ) λ ∈ J of ( M λ ) λ ∈ L (M_\lambda)_{\lambda \in L} ( M λ ) λ ∈ L ,*存在假设 a* μ ∈ L \mu \in L μ ∈ L 使得 M λ ⊂ M μ M_\lambda \subset M_\mu M λ ⊂ M μ 对于所有 λ ∈ J \lambda \in J λ ∈ J ,*因此* ∑ λ ∈ L M λ ⊂ M μ \sum_{\lambda \in L} M_\lambda \subset M_\mu ∑ λ ∈ L M λ ⊂ M μ 因此从推论2得出 ∑ λ ∈ L M λ ⊂ ⋃ λ ∈ L M λ \sum_{\lambda \in L} M_\lambda \subset \bigcup_{\lambda \in L} M_\lambda ∑ λ ∈ L M λ ⊂ ⋃ λ ∈ L M λ 。
设* 0 → E → f F → g G → 0 0 \to E \xrightarrow{f} F \xrightarrow{g} G \to 0 0 → E f F g G → 0 为A-模的正合序列, E 的 S 生成的系统,* G 的 *T 生成的系统。 如果 T' 为 F 的子集,则 g ( T ′ ) = T g(T') = T g ( T ′ ) = T ,*T' \cup f(S) 为* F 的生成的系统。
由 T' \cup f(S) 包含 f ( E ) f(E) f ( E ) 生成的 F 的子模 F' 以及g ( F ′ ) g(F') g ( F ′ ) 包含 T、g ( F ′ ) = G g(F') = G g ( F ′ ) = G ;因此F ′ = F F' = F F ′ = F 。
在正合序列* 0 → E → F → G → 0 0 \to E \to F \to G \to 0 0 → E → F → G → 0 *A-模中,如果 E 和 G 是有限生成的,那么 F 也是有限生成的。
被以下引用 1 被以下引用 引理 9, AC I § 2
0 ⟶ M ∩ N → u M ⊕ N → i − j M + N ⟶ 0 0 ⟶ E / ( M ∩ N ) → v ( E / M ) ⊕ ( E / N ) → p − q E / ( M + N ) ⟶ 0
\begin{align*}
&0 \longrightarrow M \cap N \xrightarrow{u} M \oplus N \xrightarrow{i-j} M + N \longrightarrow 0 \\
&0 \longrightarrow E/(M \cap N) \xrightarrow{v} (E/M) \oplus (E/N) \xrightarrow{p-q} E/(M + N) \longrightarrow 0
\end{align*}
0 ⟶ M ∩ N u M ⊕ N i − j M + N ⟶ 0 0 ⟶ E / ( M ∩ N ) v ( E / M ) ⊕ ( E / N ) p − q E / ( M + N ) ⟶ 0
其中 i : M → M + N i : M \to M + N i : M → M + N , j : N → M + N j : N \to M + N j : N → M + N 是典范嵌入,
p : E / M → E / ( M + N ) and q : E / N → E / ( M + N )
p : E/M \to E/(M + N) \quad \text{and} \quad q : E/N \to E/(M + N)
p : E / M → E / ( M + N ) and q : E / N → E / ( M + N )
典范满射,其中同态 u 和 v 定义如下:
如果f : M ∩ N → M → M ⊕ N f : M \cap N \to M \to M \oplus N f : M ∩ N → M → M ⊕ N 和g : M ∩ N → N → M ⊕ N g : M \cap N \to N \to M \oplus N g : M ∩ N → N → M ⊕ N 是典范嵌入,u = f + g u = f + g u = f + g ,并且如果r : E / ( M ∩ N ) → E / M → ( E / M ) ⊕ ( E / N ) r : E/(M \cap N) \to E/M \to (E/M) \oplus (E/N) r : E / ( M ∩ N ) → E / M → ( E / M ) ⊕ ( E / N ) 和
s : E / ( M ∩ N ) → E / N → ( E / M ) ⊕ ( E / N )
s : E/(M \cap N) \to E/N \to (E/M) \oplus (E/N)
s : E / ( M ∩ N ) → E / N → ( E / M ) ⊕ ( E / N ) 是典范映射,
v = r + s v = r + s v = r + s 。
我们证明(29)的正确性:显然i − j i - j i − j 是满射的,u u u 是单射的。另一方面,说( i − j ) ( x , y ) = 0 (i - j)(x, y) = 0 ( i − j ) ( x , y ) = 0 ,其中x ∈ M x \in M x ∈ M 和y ∈ N y \in N y ∈ N ,意味着i ( x ) − j ( y ) = 0 i(x) - j(y) = 0 i ( x ) − j ( y ) = 0 ,因此i ( x ) = j ( y ) = z ∈ M ∩ N i(x) = j(y) = z \in M \cap N i ( x ) = j ( y ) = z ∈ M ∩ N ,从而乘以定义x = f ( z ) , y = g ( z ) x = f(z), y = g(z) x = f ( z ) , y = g ( z ) ,这证明了Ker ( i − j ) = Im u \operatorname{Ker}(i - j) = \operatorname{Im} u Ker ( i − j ) = Im u 。
我们证明(30)的正确性:显然p − q p - q p − q 是满射的。 另一方面,说 t ∈ E / ( M ∩ N ) t \in E/(M \cap N) t ∈ E / ( M ∩ N ) 为 v ( t ) = 0 v(t) = 0 v ( t ) = 0 意味着 r ( t ) = s ( t ) = 0 r(t) = s(t) = 0 r ( t ) = s ( t ) = 0 ,因此 t t t 是类 mod。 元素 z ∈ E z \in E z ∈ E 的 ( M ∩ N ) (M \cap N) ( M ∩ N ) 其类 mod。 M M M 和模组。 N N N 是零,这意味着z ∈ M ∩ N z \in M \cap N z ∈ M ∩ N 和t = 0 t = 0 t = 0 。 最后说( p − q ) ( x , y ) = 0 (p - q)(x, y) = 0 ( p − q ) ( x , y ) = 0 ,其中x ∈ E / M , y ∈ E / N x \in E/M, y \in E/N x ∈ E / M , y ∈ E / N 意味着p ( x ) = q ( y ) p(x) = q(y) p ( x ) = q ( y ) ,或者说E E E 存在两个元素z ′ , z ′ ′ z', z'' z ′ , z ′′ ,其类模。 M M M 和 mod。 N N N 分别是x x x 和y y y ,且z ′ − z ′ ′ ∈ M + N z' - z'' \in M + N z ′ − z ′′ ∈ M + N 。 因此有 t ′ ∈ M , t ′ ′ ∈ N t' \in M, t'' \in N t ′ ∈ M , t ′′ ∈ N 使得 z ′ − z ′ ′ = t ′ − t ′ ′ z' - z'' = t' - t'' z ′ − z ′′ = t ′ − t ′′ , 从而
z ′ − t ′ = z ′ ′ − t ′ ′ = z .
z' - t' = z'' - t'' = z.
z ′ − t ′ = z ′′ − t ′′ = z . 令
w w w 为类 mod。
z ; r ( w ) z; r(w) z ; r ( w ) 的
( M ∩ N ) (M \cap N) ( M ∩ N ) 是类 mod。
z z z 的
M M M ,因此还有
z ′ z' z ′ 的
x x x ;类似地,
s ( w ) = y s(w) = y s ( w ) = y ,它完成了证明那个
Ker ( p − q ) = Im v \operatorname{Ker}(p - q) = \operatorname{Im} v Ker ( p − q ) = Im v 。
8. 直和子模
A-模* E E E 据说是一家人的直和 ( M ι ) ι ∈ I (M_\iota)_{\iota \in I} ( M ι ) ι ∈ I 子模的 E E E 如果典范映射 ⨁ ι ∈ I M ι → E \bigoplus_{\iota \in I} M_\iota \to E ⨁ ι ∈ I M ι → E (no. 6) 就是同构 。
被以下引用 1 被以下引用 命题 11
这相当于说每个x ∈ E x \in E x ∈ E 都可以*以独特的方式*写成形式x = ∑ ι ∈ I x ι x = \sum_{\iota \in I} x_\iota x = ∑ ι ∈ I x ι ,其中x ι ∈ E ι x_\iota \in E_\iota x ι ∈ E ι 代表所有ι ∈ I \iota \in I ι ∈ I ; 元素 x ι x_\iota x ι 因此相应的到x x x 被称为E ι E_\iota E ι 中x x x 的*分量*; 映射 x ↦ x ι x \mapsto x_\iota x ↦ x ι 是*线性*。
让*( M ι ) ι ∈ I (M_\iota)_{\iota \in I} ( M ι ) ι ∈ I *成为A-模*E E E 的子模家庭。 以下属性是等效的 :
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 定义 6
被以下引用 定义 8
(a) 子模 ∑ ι ∈ I M ι \sum_{\iota \in I} M_\iota ∑ ι ∈ I M ι 是家庭的直和 ( M ι ) ι ∈ I (M_\iota)_{\iota \in I} ( M ι ) ι ∈ I 。
(b) 关系 ∑ i ∈ I x i = 0 \sum_{i \in I} x_i = 0 ∑ i ∈ I x i = 0 ,*其中* x i ∈ M i x_i \in M_i x i ∈ M i 对于所有 i ∈ I i \in I i ∈ I ,*意味着* x i = 0 x_i = 0 x i = 0 对于所有 i ∈ I i \in I i ∈ I 。
(c) For all κ ∈ I \kappa \in I κ ∈ I , the intersection of M κ M_\kappa M κ and ∑ i ≠ κ M i \sum_{i \neq \kappa} M_i ∑ i = κ M i reduces to 0.
(a) 和 (b) 等价的是直接的,因为关系 ∑ i x i = ∑ i y i \sum_i x_i = \sum_i y_i ∑ i x i = ∑ i y i 等价于 ∑ i ( x i − y i ) = 0 \sum_i (x_i - y_i) = 0 ∑ i ( x i − y i ) = 0 。另一方面,根据定义6,(a)通过将⨁ i ∈ I M i \bigoplus_{i \in I} M_i ⨁ i ∈ I M i 的元素的表达式唯一性隐含为元素x i ∈ M i x_i \in M_i x i ∈ M i 的直和。最后,关系∑ i x i = 0 \sum_i x_i = 0 ∑ i x i = 0 ,其中x i ∈ M i x_i \in M_i x i ∈ M i 对于所有i i i ,可以写成,对于所有κ ∈ I \kappa \in I κ ∈ I ,x κ = ∑ i ≠ κ ( − x i ) x_\kappa = \sum_{i \neq \kappa} (-x_i) x κ = ∑ i = κ ( − x i ) ; 条件 (c) 那么对于所有 κ ∈ I \kappa \in I κ ∈ I 意味着 x κ = 0 x_\kappa = 0 x κ = 0 ,因此 (c) 意味着 (b)。
A-模 E 的自同态 e 称为投影算子 if* e ∘ e = e e \circ e = e e ∘ e = e (在其他字中,如果 e 在环 End(E) 中是幂等的)。在 End ( E ) \operatorname{End}(E) End ( E ) family ( e λ ) λ ∈ L (e_\lambda)_{\lambda \in L} ( e λ ) λ ∈ L of 投影算子中,如果 e λ ∘ e μ = 0 e_\lambda \circ e_\mu = 0 e λ ∘ e μ = 0 对于 λ ≠ μ \lambda \neq \mu λ = μ 则称为正交。
被以下引用 1 被以下引用 命题 1, VII § 2
(i) 如果 E 是直和族 ( M λ ) λ ∈ L (M_\lambda)_{\lambda \in L} ( M λ ) λ ∈ L 的子模,且对于所有 x ∈ E x \in E x ∈ E 、e λ ( x ) e_\lambda(x) e λ ( x ) 是 x 的分量 M λ M_\lambda M λ 、( e λ ) (e_\lambda) ( e λ ) 是投影算子的正交族,使得 x = ∑ λ ∈ L e λ ( x ) x = \sum_{\lambda \in L} e_\lambda(x) x = ∑ λ ∈ L e λ ( x ) 对于所有 x ∈ E x \in E x ∈ E 。
(ii) 相反,如果 ( e λ ) λ ∈ L (e_\lambda)_{\lambda \in L} ( e λ ) λ ∈ L 是End ( E ) \operatorname{End}(E) End ( E ) 中投影算子的正交族,使得 x = ∑ λ ∈ L e λ ( x ) x = \sum_{\lambda \in L} e_\lambda(x) x = ∑ λ ∈ L e λ ( x ) 对于所有 x ∈ E x \in E x ∈ E ,*E是子模* M λ = e λ ( E ) M_\lambda = e_\lambda(E) M λ = e λ ( E ) 族的直和。
性质 (i) 由定义推出,(ii) 是no. 6的特例,推论2至命题 6,适用于典范嵌入 M λ → E M_\lambda \to E M λ → E 和映射 e λ : E → M λ e_\lambda : E \to M_\lambda e λ : E → M λ 。
注,当L有限时,对于所有x ∈ E x \in E x ∈ E ,条件x = ∑ λ ∈ L e λ ( x ) x = \sum_{\lambda \in L} e_\lambda(x) x = ∑ λ ∈ L e λ ( x ) 也可以写成End ( E ) \operatorname{End}(E) End ( E ) 。
(31)
1 E = ∑ λ ∈ L e λ .
1_E = \sum_{\lambda \in L} e_\lambda.
1 E = λ ∈ L ∑ e λ .
对于E的每个投影算子 e,E是e的像*M = e ( E ) M = e(E) M = e ( E ) *和核*N = e − 1 ( 0 ) N = e^{-1}(0) N = e − 1 ( 0 ) *的直和;对于所有* x = x 1 + x 2 ∈ E x = x_1 + x_2 \in E x = x 1 + x 2 ∈ E 与 x 1 ∈ M x_1 \in M x 1 ∈ M 和 x 2 ∈ N x_2 \in N x 2 ∈ N 、x 1 = e ( x ) x_1 = e(x) x 1 = e ( x ) ; 1 − e 是像 N 和核 M 的 E 的投影算子。
引用了 1 · 被以下引用 2 引用了 命题 12
被以下引用 定义 2, VIII § 2 , 注 1, VIII § 8
( 1 − e ) 2 = 1 − 2 e + e 2 = 1 − e (1 - e)^2 = 1 - 2e + e^2 = 1 - e ( 1 − e ) 2 = 1 − 2 e + e 2 = 1 − e 在 End ( E ) \operatorname{End}(E) End ( E ) 因此 1 − e 1 - e 1 − e 是投影算子;同样 e ( 1 − e ) = ( 1 − e ) e = e − e 2 = 0 e(1 - e) = (1 - e)e = e - e^2 = 0 e ( 1 − e ) = ( 1 − e ) e = e − e 2 = 0 ,*E 是像* M M M 的直和和 N N N e 和 1 − e 1 - e 1 − e 通过命题 12。最后,对于所有 x ∈ E x \in E x ∈ E ,*关系* x ∈ M x \in M x ∈ M * 是等价的至* x = e ( x ) x = e(x) x = e ( x ) ; 对于 x = e ( x ) x = e(x) x = e ( x ) 意味着定义 x ∈ M x \in M x ∈ M 并且相反,如果 x = e ( x ′ ) x = e(x') x = e ( x ′ ) 与 x ′ ∈ E x' \in E x ′ ∈ E ,*则* e ( x ) = e 2 ( x ′ ) = e ( x ′ ) = x ; e(x) = e^2(x') = e(x') = x; e ( x ) = e 2 ( x ′ ) = e ( x ′ ) = x ;
因此,这表明M是1 − e 1 - e 1 − e 的核,并且交换e e e 和1 − e 1 - e 1 − e 的角色,类似地可以看出N是e e e 的核。
9. Supplementary submodules
在A-模E中,如果E是M 1 M_1 M 1 和M 2 M_2 M 2 的直和,则两个子模M 1 , M 2 M_1, M_2 M 1 , M 2 被称为补充。
引用了 2 引用了 命题 15, I § 4 , 命题 11
no. 8的命题11表明,M 1 M_1 M 1 和M 2 M_2 M 2 互补,M 1 + M 2 = E M_1 + M_2 = E M 1 + M 2 = E 和M 1 ∩ M 2 = { 0 } M_1 \cap M_2 = \{0\} M 1 ∩ M 2 = { 0 } (cf.I, § 4, no. 9,命题15)是充分必要的。
令M 1 , M 2 M_1, M_2 M 1 , M 2 为A-模E中的两个补子模。典范映射E → E / M 2 E \to E/M_2 E → E / M 2 的限制到M 1 M_1 M 1 是M 1 M_1 M 1 到E / M 2 E/M_2 E / M 2 的同构。
被以下引用 3 被以下引用 定义 9 , 定理 3, II § 7 , 推论 2, VIII § 4
这个线性映射从M 1 + M 2 = E M_1 + M_2 = E M 1 + M 2 = E 开始就是满射,并且它是单射的,因为它的核是M 1 M_1 M 1 的交和E → E / M 2 E \to E/M_2 E → E / M 2 的核M 2 M_2 M 2 ,因此约化到{ 0 } \{0\} { 0 } 。
如果M 2 M_2 M 2 和M 2 ′ M_2' M 2 ′ 是E的相同子模M 1 M_1 M 1 、有序对( x , x ′ ) ∈ M 2 × M 2 ′ (x, x') \in M_2 \times M_2' ( x , x ′ ) ∈ M 2 × M 2 ′ 的集合的两个补充,则x − x ′ ∈ M 1 x - x' \in M_1 x − x ′ ∈ M 1 是M 2 M_2 M 2 的同构的图M 2 ′ M_2' M 2 ′ 。
被以下引用 2 被以下引用 定义 9 , 引理 4, VIII § 2
它是同构M 2 → E / M 1 → M 2 ′ M_2 \to E/M_1 \to M'_2 M 2 → E / M 1 → M 2 ′ 的合成图,即直接的。
当这样时,E / M E/M E / M 同构于M M M (命题13)的补充。
子模不一定承认补充(习题11)。当子模为直因子时,一般有几个不同的补充;然而,这些补充在规范上与另一个同构(命题13的推论)。
给定 A A A 模块中的正合序列*
( 33 ) 0 ⟶ E → f F → g G ⟶ 0
(33)\quad 0 \longrightarrow E \xrightarrow{f} F \xrightarrow{g} G \longrightarrow 0
( 33 ) 0 ⟶ E f F g G ⟶ 0 以下命题等效: (a)
F F F 中的子模f ( E ) f(E) f ( E ) 为直因子。 (b)
存在与f f f 相关的线性回缩r : F → E r : F \to E r : F → E (集合理论,II, § 3, no. 8,定义11)。 (c)
存在与g g g 相关的线性截面s : G → F s : G \to F s : G → F (集合理论,II, § 3, no. 8,定义11)。 *这样的话,
f + s : E ⊕ G → F f + s : E \oplus G \to F f + s : E ⊕ G → F 就是同构。
引用了 3 · 被以下引用 9 引用了 定义 11, E II § 3 , 命题 14 , I § 6. 。 扩张,可溶解群,惰性群
被以下引用 习题 13, § 1 , 推论 1 , 推论 2 , 命题 1, II § 2 , 命题 12, II § 2 , 命题 2, II § 2 , 命题 4, II § 2 , 命题 3, III § 5 , 命题 5, VIII § 13
如果E n d ( F ) \mathrm{End}(F) End ( F ) 中存在投影算子e e e ,使得e ( F ) = f ( E ) e(F) = f(E) e ( F ) = f ( E ) 、同态f − 1 ∘ e : F → E f^{-1} \circ e : F \to E f − 1 ∘ e : F → E 是与f f f 相关的线性回缩;反之,如果存在这样的收缩r r r ,则f ∘ r f \circ r f ∘ r 在F F F 中投影算子是直接的,而像是f ( E ) f(E) f ( E ) ,因此(a)和(b)是等价的(命题14)。如果f ( E ) f(E) f ( E ) 在F F F 中承认补充E ′ E' E ′ 且j : E ′ → F j : E' \to F j : E ′ → F 是典范嵌入,则g ∘ j g \circ j g ∘ j 是E ′ E' E ′ 的同构到G G G 和逆同构,视为G G G 到F F F 的映射,是与g g g 相关的线性截面。相反,如果存在这样的截面s s s ,则F F F 中s ∘ g s \circ g s ∘ g 是投影算子,而核是f ( E ) f(E) f ( E ) ,因此(a)和(c)是等价的(命题14)。此外,s s s 是G G G 到s ( G ) s(G) s ( G ) 的双射,并且由于s ( G ) s(G) s ( G ) 是f ( E ) f(E) f ( E ) 的补充,所以f + s f + s f + s 是同构。
注,被给予r r r (或s s s )相当于在F F F 中被给予f ( E ) f(E) f ( E ) 的补充,即r r r 的核(或s s s 的像)。
当正合序列(33)满足命题15的条件时,可以说*分裂的*或( F , f , g ) (F, f, g) ( F , f , g ) 被认为是G G G 的*平凡*扩张乘以E E E (I, § 6, no. 1)。
设u : E → F u : E \to F u : E → F 为线性映射。对于存在线性映射v : F → E v : F \to E v : F → E 使得u ∘ v = 1 F u \circ v = 1_F u ∘ v = 1 F (u u u 被称为右可逆且v v v 被称为u u u 的右逆),u u u 是满射且其核是充分必要的直因子 E E E 。 E E E 的子模Im ( v ) \operatorname{Im}(v) Im ( v ) 则为Ker ( u ) \operatorname{Ker}(u) Ker ( u ) 的补充。
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 命题 15
被以下引用 定理 1, III § 8
显然 u u u 是满射的;由于 v v v 是截面与 u u u 相关联,因此结论是从命题 15 得出的。
设u : E → F u : E \to F u : E → F 为线性映射。对于存在线性映射v : F → E v : F \to E v : F → E 使得v ∘ u = 1 E v \circ u = 1_E v ∘ u = 1 E (u u u 被称为左可逆且v v v 被称为u u u 的左逆的情况),u u u 是内射的并且其像是必要且充分的F F F 中的直因子。 F F F 的子模Ker ( v ) \operatorname{Ker}(v) Ker ( v ) 则为Im ( u ) \operatorname{Im}(u) Im ( u ) 的补充。
引用了 1 · 被以下引用 3 引用了 命题 15
被以下引用 推论, II § 5 , 定理 1, III § 8 , 命题 8, VIII § 9
显然 u u u 是单射的;由于v v v 是与u u u 相关的撤回,因此结论也可以从命题15得出。
10. 模有限长度
回想一下(I, § 4, no. 4,定义 7),如果A A A -模块M M M 没有减少到0,并且包含没有子模与M M M 和{ 0 } \{0\} { 0 } 不同,则称其为简单模块。如果一个A A A -模M M M 有一个Jordan-Hölder级数( M i ) 0 ≤ i ≤ n (M_i)_{0 \leq i \leq n} ( M i ) 0 ≤ i ≤ n 和数n n n 这个级数的商(不依赖于Jordan-Hölder级数),则称其为有限长度。考虑M M M )则称为M M M (I, § 4, no. 7,定义 11)的长度;我们用long ( M ) \operatorname{long}(M) long ( M ) 或long A ( M ) \operatorname{long}_A(M) long A ( M ) 来表示。 A A A -模减少到 0 是长度 0;如果M M M 是有限长度的非零A A A 模,则long ( M ) > 0 \operatorname{long}(M) > 0 long ( M ) > 0 。
Let M M M be an A A A -module and N N N a submodule of M M M ; for M M M to be of finite length, it is necessary and sufficient that N N N and M / N M/N M / N be so, and then
long ( N ) + long ( M / N ) = long ( M ) .
\operatorname{long}(N) + \operatorname{long}(M/N) = \operatorname{long}(M).
long ( N ) + long ( M / N ) = long ( M ) . The proof has been given in I, § 4, no. 7, Proposition 10.
引用了 1 · 被以下引用 6 引用了 命题 10, I § 4
被以下引用 推论 3 , 习题 12, § 4 , 命题 11, VII § 4 , 引理 3, VIII § 1 , 命题 1, VIII § 1 , 例 1, VIII § 11
令M M M 为有限长度的A A A 模;为了使M M M 的子模N N N 等于M M M ,long ( N ) = long ( M ) \operatorname{long}(N) = \operatorname{long}(M) long ( N ) = long ( M ) 是充分必要的。
被以下引用 1 被以下引用 注
令u : M → N u : M \to N u : M → N 为A A A 模块同态。如果M M M 或N N N 是有限长度,那么Im ( u ) \operatorname{Im}(u) Im ( u ) 也是。如果 M M M 为有限长度,则 Ker ( u ) \operatorname{Ker}(u) Ker ( u ) 也为有限长度,并且
long ( Im ( u ) ) + long ( Ker ( u ) ) = long ( M ) .
\operatorname{long}(\operatorname{Im}(u)) + \operatorname{long}(\operatorname{Ker}(u)) = \operatorname{long}(M).
long ( Im ( u )) + long ( Ker ( u )) = long ( M ) . 如果
N N N 为有限长度,则
Coker ( u ) \operatorname{Coker}(u) Coker ( u ) 也为有限长度,并且
long ( Im ( u ) ) + long ( Coker ( u ) ) = long ( N ) .
\operatorname{long}(\operatorname{Im}(u)) + \operatorname{long}(\operatorname{Coker}(u)) = \operatorname{long}(N).
long ( Im ( u )) + long ( Coker ( u )) = long ( N ) .
被以下引用 2 被以下引用 注 , 定理 6, VIII § 14
令 ( M i ) 0 ≤ i ≤ n (M_i)_{0 \leq i \leq n} ( M i ) 0 ≤ i ≤ n 为 A A A 有限长度模的有限族。如果存在线性映射中的正合序列
0 ⟶ M 0 → u 0 M 1 → u 1 M 2 ⟶ ⋯ ⟶ M n − 1 → u n − 1 M n ⟶ 0
0 \longrightarrow M_0 \xrightarrow{u_0} M_1 \xrightarrow{u_1} M_2 \longrightarrow \cdots \longrightarrow M_{n-1} \xrightarrow{u_{n-1}} M_n \longrightarrow 0
0 ⟶ M 0 u 0 M 1 u 1 M 2 ⟶ ⋯ ⟶ M n − 1 u n − 1 M n ⟶ 0 然后
∑ k = 0 n ( − 1 ) k long ( M k ) = 0.
\sum_{k=0}^n (-1)^k \operatorname{long}(M_k) = 0.
k = 0 ∑ n ( − 1 ) k long ( M k ) = 0. 对于
n = 1 n = 1 n = 1 ,推论是显而易见的,对于
n = 2 n = 2 n = 2 ,推论只是命题 16;我们在归纳关于
n n n 争论。如果
M n − 1 ′ = Im ( u n − 2 ) M'_{n-1} = \operatorname{Im}(u_{n-2}) M n − 1 ′ = Im ( u n − 2 ) ,则乘以归纳假设,
∑ k = 0 n − 2 ( − 1 ) k long ( M k ) + ( − 1 ) n − 1 long ( M n − 1 ′ ) = 0.
\sum_{k=0}^{n-2} (-1)^k \operatorname{long}(M_k) + (-1)^{n-1} \operatorname{long}(M'_{n-1}) = 0.
k = 0 ∑ n − 2 ( − 1 ) k long ( M k ) + ( − 1 ) n − 1 long ( M n − 1 ′ ) = 0. 另一方面,正合序列
0 → M n − 1 ′ → M n − 1 → M n → 0 0 \to M'_{n-1} \to M_{n-1} \to M_n \to 0 0 → M n − 1 ′ → M n − 1 → M n → 0 给出
long ( M n − 1 ′ ) + long ( M n ) = long ( M n − 1 ) ,
\operatorname{long}(M'_{n-1}) + \operatorname{long}(M_n) = \operatorname{long}(M_{n-1}),
long ( M n − 1 ′ ) + long ( M n ) = long ( M n − 1 ) , 从而关系 (38)。
引用了 1 · 被以下引用 5 引用了 命题 16
被以下引用 推论, AC VII § 4 , 注 , 推论 4 , 推论 6 , 例 4, VIII § 11
令M M M 和N N N 为A A A 模块E E E 的有限长度中的两个子模;那么 M + N M + N M + N 是有限长度并且
long ( M + N ) + long ( M ∩ N ) = long ( M ) + long ( N ) .
\operatorname{long}(M + N) + \operatorname{long}(M \cap N) = \operatorname{long}(M) + \operatorname{long}(N).
long ( M + N ) + long ( M ∩ N ) = long ( M ) + long ( N ) . 将推论3应用到正合序列(29)(no. 7)就足够了。
0 → M ∩ N → M ⊕ N → M + N → 0
0 \to M \cap N \to M \oplus N \to M + N \to 0
0 → M ∩ N → M ⊕ N → M + N → 0 利用
long ( M ⊕ N ) = long ( M ) + long ( N ) \operatorname{long}(M \oplus N) = \operatorname{long}(M) + \operatorname{long}(N) long ( M ⊕ N ) = long ( M ) + long ( N ) 乘以 (34) 的事实。
引用了 1 引用了 推论 3
令M M M 为有限长度的子模族( N i ) (N_i) ( N i ) 的A A A 模块和。那么 M M M 是有限长度并且
long ( M ) ≤ ∑ i long ( N i ) .
\operatorname{long}(M) \leq \sum_i \operatorname{long}(N_i).
long ( M ) ≤ i ∑ long ( N i ) .
被以下引用 2 被以下引用 推论 5, II § 7 , 命题 10, VIII § 4
此外,为了使(40)的两侧相等,M是N i N_i N i 的直和是必要且充分的。
已经看出(no. 7,公式(28))存在一个规范满射线性映射h : ⨁ i N i → M h : \bigoplus_i N_i \to M h : ⨁ i N i → M ;因此,推论由(35)得出。
设M和N是A-模E中的两个子模,使得E/M和E/N是有限长度中的模;那么 E/(M \cap N) 是有限长度并且
引用了 1 引用了 推论 3
(41) long ( E / ( M ∩ N ) ) + long ( E / ( M + N ) ) = long ( E / M ) + long ( E / N ) .
\text{(41)} \quad \text{long}(E/(M \cap N)) + \text{long}(E/(M + N)) = \text{long}(E/M) + \text{long}(E/N).
(41) long ( E / ( M ∩ N )) + long ( E / ( M + N )) = long ( E / M ) + long ( E / N ) .
只需将推论 3 应用到正合序列 (30)
0 → E / ( M ∩ N ) → ( E / M ) ⊕ ( E / N ) → E / ( M + N ) → 0
0 \to E/(M \cap N) \to (E/M) \oplus (E/N) \to E/(M + N) \to 0
0 → E / ( M ∩ N ) → ( E / M ) ⊕ ( E / N ) → E / ( M + N ) → 0
利用这一事实
long ( ( E / M ) ⊕ ( E / N ) ) = long ( E / M ) + long ( E / N ) .
\text{long}((E/M) \oplus (E/N)) = \text{long}(E/M) + \text{long}(E/N).
long (( E / M ) ⊕ ( E / N )) = long ( E / M ) + long ( E / N ) .
令( M i ) (M_i) ( M i ) 为A-模E的子模的有限族,使得E / M i E/M_i E / M i 为有限长度的模。那么 E / ( ⋂ i M i ) E/(\bigcap_i M_i) E / ( ⋂ i M i ) 是有限长度并且
(42) long ( E / ( ⋂ i M i ) ) ≤ ∑ i long ( E / M i ) .
\text{(42)} \quad \text{long}\left(E/(\bigcap_i M_i)\right) \leq \sum_i \text{long}(E/M_i).
(42) long ( E / ( i ⋂ M i ) ) ≤ i ∑ long ( E / M i ) .
已经看出(公式(27))存在一个规范单射线性映射E / ( ⋂ i M i ) → ⨁ i ( E / M i ) E/(\bigcap_i M_i) \to \bigoplus_i (E/M_i) E / ( ⋂ i M i ) → ⨁ i ( E / M i ) 。
11. 自由的家庭。 基
设 A 为环,T 集合并考虑 A-模 A s ( T ) A_s^{(T)} A s ( T ) 。通过定义,它是A-模的家庭( M t ) t ∈ T (M_t)_{t \in T} ( M t ) t ∈ T 的外部直和,全部等于A s A_s A s ,并且对于所有t ∈ T t \in T t ∈ T ,有典范嵌入j t : A s → A s ( T ) j_t : A_s \to A_s^{(T)} j t : A s → A s ( T ) (no. 6)。我们写j_t(1) = e_t,这样e t = ( δ t t ′ ) t ′ ∈ T e_t = (\delta_{tt'})_{t' \in T} e t = ( δ t t ′ ) t ′ ∈ T ,其中如果t ′ ≠ t t' \neq t t ′ = t 则δ t t ′ \delta_{tt'} δ t t ′ 等于0,如果t ′ = t t' = t t ′ = t 则等于1(“克罗内克符号”;( t , t ′ ) ↦ δ t t ′ (t, t') \mapsto \delta_{tt'} ( t , t ′ ) ↦ δ t t ′ 只是T × T T \times T T × T 对角线的特征函数);每个 x = ( ξ t ) t ∈ T ∈ A s ( T ) x = (\xi_t)_{t \in T} \in A_s^{(T)} x = ( ξ t ) t ∈ T ∈ A s ( T ) 都可以被唯一地写成:
x = ∑ t ∈ T ξ t e t .
x = \sum_{t \in T} \xi_t e_t.
x = t ∈ T ∑ ξ t e t . T T T 到A s ( T ) A_s^{(T)} A s ( T ) 的映射ϕ : t ↦ e t \phi : t \mapsto e_t ϕ : t ↦ e t 称为规范;如果 A A A 非零,则它是单射的。我们将看到有序对( A s ( T ) , ϕ ) (A_s^{(T)}, \phi) ( A s ( T ) , ϕ ) 是普遍映射问题的解(集合理论,IV, § 3, no. 1)。
对于每一个 A-模 E 和每一个映射 f : T → E f : T \to E f : T → E ,存在且仅有一个 A-线性映射 g : A s ( T ) → E g : A_s^{(T)} \to E g : A s ( T ) → E 使得 f = g ∘ ϕ f = g \circ \phi f = g ∘ ϕ 。
引用了 1 · 被以下引用 5 引用了 命题 6
被以下引用 II, § 1, No. 11, p. 215, Proposition 17 , 定义 10 , 推论 1 , 命题 12, II § 2 , 命题 1, II § 3
条件 f = g ∘ ϕ f = g \circ \phi f = g ∘ ϕ 意味着g ( e t ) = f ( t ) g(e_t) = f(t) g ( e t ) = f ( t ) 对于所有t ∈ T t \in T t ∈ T ,相当于对于所有ξ ∈ A \xi \in A ξ ∈ A 和所有t ∈ T t \in T t ∈ T 的g ( ξ e t ) = ξ f ( t ) g(\xi e_t) = \xi f(t) g ( ξ e t ) = ξ f ( t ) ,也意味着g ∘ j t g \circ j_t g ∘ j t 是线性映射 ξ ↦ ξ f ( t ) \xi \mapsto \xi f(t) ξ ↦ ξ f ( t ) 将所有 t ∈ T t \in T t ∈ T 的 A s A_s A s 转换为 E E E ;因此,命题是no. 6、命题 6 的特例。
线性映射g g g 据说是由E E E 的元素的( f ( t ) ) t ∈ T (f(t))_{t \in T} ( f ( t ) ) t ∈ T 家族“决定”;通过定义
g ( ∑ t ∈ T ξ t e t ) = ∑ t ∈ T ξ t f ( t ) .
g\left( \sum_{t \in T} \xi_t e_t \right) = \sum_{t \in T} \xi_t f(t).
g ( t ∈ T ∑ ξ t e t ) = t ∈ T ∑ ξ t f ( t ) .
The kernel R R R of g g g is the set of ( ξ t ) ∈ A s ( T ) (\xi_t) \in A_s^{(T)} ( ξ t ) ∈ A s ( T ) such that ∑ t ξ t f ( t ) = 0 \sum_t \xi_t f(t) = 0 ∑ t ξ t f ( t ) = 0 ; it is sometimes said that the module R R R is the module of linear relations between the elements of the family ( f ( t ) ) t ∈ T (f(t))_{t \in T} ( f ( t ) ) t ∈ T . 正合序列
0 ⟶ R ⟶ A s ( T ) ⟶ g E
0 \longrightarrow R \longrightarrow A_s^{(T)} \overset{g}{\longrightarrow} E
0 ⟶ R ⟶ A s ( T ) ⟶ g E 据说是由家庭
( f ( t ) ) t ∈ T (f(t))_{t \in T} ( f ( t ) ) t ∈ T “决定”。
令T , T ′ T, T' T , T ′ 为两个集合、g : T → T ′ g : T \to T' g : T → T ′ 映射。那么存在且仅有一个 A-线性映射 f : A ( T ) → A ( T ′ ) f : A^{(T)} \to A^{(T')} f : A ( T ) → A ( T ′ ) 呈现可交换的图表*
T ⟶ g T ′ ↓ ϕ ↓ ϕ ′ A ( T ) ⟶ f A ( T ′ )
\begin{array}{ccc}
T & \overset{g}{\longrightarrow} & T' \\
\downarrow \phi & & \downarrow \phi' \\
A^{(T)} & \overset{f}{\longrightarrow} & A^{(T')}
\end{array}
T ↓ ϕ A ( T ) ⟶ g ⟶ f T ′ ↓ ϕ ′ A ( T ′ ) *其中
ϕ \phi ϕ 和
ϕ ′ \phi' ϕ ′ 是典范映射。
引用了 1 引用了 命题 17
应用命题 17 足以合成映射 T → g T ′ → ϕ ′ A ( T ′ ) T \overset{g}{\to} T' \overset{\phi'}{\to} A^{(T')} T → g T ′ → ϕ ′ A ( T ′ ) 。
对于A-模 E 的元素的族( a t ) t ∈ T (a_t)_{t \in T} ( a t ) t ∈ T 成为E的生成的系统,由该族确定的线性映射A s ( T ) → E A_s^{(T)} \to E A s ( T ) → E 是满射的充分必要*。
引用了 1 · 被以下引用 4 引用了 命题 9
被以下引用 定义 10 , 注 , 命题 20 , 命题 1, II § 8
A family* ( a t ) t ∈ T (a_t)_{t \in T} ( a t ) t ∈ T of elements of an A \mathbf{A} A *-module* E E E is called a free family (resp. a basis of E E E ) if the linear mapping A s ( T ) → E A_s^{(T)} \to E A s ( T ) → E determined by this family is injective (resp. bijective ). 如果有基 ,则称模为自由。
引用了 3 · 被以下引用 2 引用了 I § 7. 。免费幺半群,免费群 , 推论 2 , 命题 17
被以下引用 推论 3 , 注
特别是,如果 G G G (相加地写)是一个 自由 Z \mathbf{Z} Z *-模块* (cf. I, § 7, no. 7),则可交换的群 G G G 被称为 自由 。
定义 10 与推论 2 到命题 17 一起表明,A \mathbf{A} A -模块E E E 的基是E E E 的*自由生成的系列*。因此,E E E 的元素的每个自由族都是子模和生成的基。
到定义时,A \mathbf{A} A 模块 A s ( T ) A_s^{(T)} A s ( T ) 是免费的,( e t ) t ∈ T (e_t)_{t \in T} ( e t ) t ∈ T 系列是该 A \mathbf{A} A 模块的基(称为*规范*)。当A ≠ { 0 } \mathbf{A} \neq \{0\} A = { 0 } 、T T T 经常被规范的双射t ↦ e t t \mapsto e_t t ↦ e t 等同于e t e_t e t 的集合;这相当于将 A s ( T ) A_s^{(T)} A s ( T ) 的元素写为 ∑ t ∈ T ξ t ⋅ t \sum_{t \in T} \xi_t \cdot t ∑ t ∈ T ξ t ⋅ t 而不是 ∑ t ∈ T ξ t a t \sum_{t \in T} \xi_t a_t ∑ t ∈ T ξ t a t 。当采用这个约定时,A s ( T ) A_s^{(T)} A s ( T ) 的元素被称为*正式的线性组合*(系数在A \mathbf{A} A )*元素的*T T T 。
定义 10 和命题 17 立即给出以下结果:
让*E E E *成为*E E E 、F F F *一个*A \mathbf{A} A *-模块的自由*A \mathbf{A} A *-模块*、( a t ) t ∈ T (a_t)_{t \in T} ( a t ) t ∈ T *基和*( b t ) t ∈ T (b_t)_{t \in T} ( b t ) t ∈ T *F F F 的元素家族。 存在且仅有一个线性映射 f : E → F f : E \to F f : E → F 这样
f ( a t ) = b t for all t ∈ T .
f(a_t) = b_t \quad \text{for all } t \in T.
f ( a t ) = b t for all t ∈ T . 对于 f f f 成为单射 (或*满射*),*必要且充分的是*
( b t ) (b_t) ( b t ) 成为 F F F (或*
F F F 的*生成的系统)中的自由家庭。
引用了 1 · 被以下引用 11 引用了 定义 10
被以下引用 命题 21 , 注, II § 10 , 命题 4, II § 10 , 注, II § 2 , 命题 13, II § 2 , 命题 6, II § 9 , III § 2. 。 例 / 代数 , 命题 6, III § 2 , 定理 1, III § 6 , 推论, III § 7 , 推论, VII § 3
当一个家庭( a t ) t ∈ T (a_t)_{t \in T} ( a t ) t ∈ T 不自由时,它被称为*相关*。 定义 10 也可以表达如下:说( a t ) t ∈ T (a_t)_{t \in T} ( a t ) t ∈ T 是*自由的*意味着关系∑ t ∈ T λ t a t = 0 \sum_{t \in T} \lambda_t a_t = 0 ∑ t ∈ T λ t a t = 0 (其中( λ t ) (\lambda_t) ( λ t ) 属于有限支撑)意味着λ t = 0 \lambda_t = 0 λ t = 0 对于所有t ∈ T t \in T t ∈ T ;说( a t ) t ∈ T (a_t)_{t \in T} ( a t ) t ∈ T 是E E E 的*基*,意味着每个x ∈ E x \in E x ∈ E 在形式x = ∑ t ∈ T ξ t a t x = \sum_{t \in T} \xi_t a_t x = ∑ t ∈ T ξ t a t 中都可以用一种且只有一种方式写出来;对于所有 t ∈ T t \in T t ∈ T ,ξ t \xi_t ξ t 被称为指标* t t t 相对于基 ( a t ) (a_t) ( a t ) 的*x x x 的 分量*(或*坐标*); 映射 x → ξ t x \to \xi_t x → ξ t 从 E E E 到 A s A_s A s 是*线性*。
假设A ≠ { 0 } \mathbf{A} \neq \{0\} A = { 0 } ;那么,在一个A \mathbf{A} A -模块E E E 中,一个自由族( a t ) t ∈ T (a_t)_{t \in T} ( a t ) t ∈ T 的两个元素其指标是不同的,它们本身是*不同的*:因为如果a t ′ = a t ′ ′ a_{t'} = a_{t''} a t ′ = a t ′′ 对于t ′ ≠ t ′ ′ t' \neq t'' t ′ = t ′′ ,则∑ t ∈ T λ t a t = 0 \sum_{t \in T} \lambda_t a_t = 0 ∑ t ∈ T λ t a t = 0 与λ t ′ = 1 \lambda_{t'} = 1 λ t ′ = 1 ,λ t ′ ′ = − 1 \lambda_{t''} = -1 λ t ′′ = − 1 和T T T 的元素的λ t = 0 \lambda_t = 0 λ t = 0 与t ′ t' t ′ 和t ′ ′ t'' t ′′ 不同。 如果 S S S 的恒等映射定义的族本身是自由的(分别是 E E E 的基),则 E E E 的子集 S S S 将被称为 自由子集 (分别是 E E E 的 基 );然后,由索引集合到S S S 的双射映射定义的每个族都是自由的(分别是基)。 E E E 的自由子集的元素也称为“线性无关”。
如果 E 的子集不是自由的,则称为相关或相关的系统及其元素称为线性相关。
免费的子集的每一个子集都是免费的;特别地,空的子集是自由的,并且是E的子模{0}的基。
这立即从定义开始。
命题 18 表明 E 的自由子集按包含排序,集合是归纳的(*集合理论*,III, § 2, no. 4);因为它是非空的(因为∅ \varnothing ∅ 属于),所以它有极大元素( a l ) l ∈ I (a_l)_{l \in I} ( a l ) l ∈ I (Zorn的引理)。由此得出(如果A ≠ { 0 } A \neq \{0\} A = { 0 } )对于所有x ∈ E x \in E x ∈ E ,存在A的元素μ ≠ 0 \mu \neq 0 μ = 0 和元素A的族( ξ l ) (\xi_l) ( ξ l ) ,使得μ x = ∑ l ξ l a l \mu x = \sum_l \xi_l a_l μx = ∑ l ξ l a l (cf.§ 7, no. 1)。
设E为子模的( M λ ) λ ∈ L (M_\lambda)_{\lambda \in L} ( M λ ) λ ∈ L 族的A-模、直和。如果对于每个 λ ∈ L \lambda \in L λ ∈ L ,S λ S_\lambda S λ 是 M λ M_\lambda M λ 的自由子集(分别是生成的集合、基),则 S = ⋃ λ ∈ L S λ S = \bigcup_{\lambda \in L} S_\lambda S = ⋃ λ ∈ L S λ 是自由子集(分别是生成的) E.* 的集合、基)
命题源自定义和关系 A s ( S ) = ⨁ λ ∈ L A s ( S λ ) A_s^{(S)} = \bigoplus_{\lambda \in L} A_s^{(S_\lambda)} A s ( S ) = ⨁ λ ∈ L A s ( S λ ) (直和、cf. no. 6 的结合性)。
如果T是E的生成的集合,则存在满射线性映射A s ( T ) → E A_s^{(T)} \to E A s ( T ) → E (推论2到命题17),并且如果R是这个映射的核,则E同构于A s ( T ) / R A_s^{(T)}/R A s ( T ) / R 。
特别是我们可以取T = E T = E T = E ;然后有一个满射线性映射A s ( E ) → E A_s^{(E)} \to E A s ( E ) → E ,称为*规范*。
特别是,说 A-模 E 是*有限生成* (no. 7) 意味着它同构于自由A-模与*有限基* 的商,或者还存在形式的正合序列
A s n → E → 0 ( n an integer > 0 ) .
A_s^n \to E \to 0 \quad (n \text{ an integer } > 0).
A s n → E → 0 ( n an integer > 0 ) .
注,如果A ≠ { 0 } A \neq \{0\} A = { 0 } *有限生成*自由模E的每个基必然是*有限*,因为如果S是有限生成系统并且B基是E,则S的每个元素是B 的元素的有限数的线性组合,如果 B' 是 B 的所有元素的集合,因此在 S 的元素的表达式中,B' 是有限的,并且每个 x ∈ E x \in E x ∈ E 是 的线性组合 B' 的元素,因此B ′ = B B' = B B ′ = B 。
每正合序列共A-模
引用了 2 · 被以下引用 10 引用了 命题 15, I § 4 , 推论 3
被以下引用 命题 6, AC II § 3 , 引理 3, AC VII § 4 , 引理 8, AC VII § 4 , 命题 16, AC VII § 4 , 命题 4, II § 7 , 命题 1, III § 9 , 引理 1, VII § 3 , 定义 1, VIII § 21 , 定理 1, VIII § 5 , 引理 1, LIE IX § 6
0 ⟶ G → g E → f F ⟶ 0
0 \longrightarrow G \xrightarrow{g} E \xrightarrow{f} F \longrightarrow 0
0 ⟶ G g E f F ⟶ 0
其中F为自由A-模、分裂的 (no. 9)。 准确地说,如果 ( b λ ) λ ∈ L (b_\lambda)_{\lambda \in L} ( b λ ) λ ∈ L *是F的基,并且对于每个*λ ∈ L \lambda \in L λ ∈ L 、a λ a_\lambda a λ *是E的元素,使得*f ( a λ ) = b λ f(a_\lambda) = b_\lambda f ( a λ ) = b λ 、*家庭*( a λ ) λ ∈ L (a_\lambda)_{\lambda \in L} ( a λ ) λ ∈ L *是免费的并且生成补子模至 g(G)*。
存在且仅有一个线性映射 h : F → E h : F \to E h : F → E ,使得 h ( b λ ) = a λ h(b_\lambda) = a_\lambda h ( b λ ) = a λ 对于所有 λ ∈ L \lambda \in L λ ∈ L (推论 3 到命题 17)。由于 h 是与 f 相关的线性截面,因此从 I, § 4, no. 9、命题 15 得出命题。
12. 湮没子。忠实的模。单源模
S的湮没子通常记为Ann(S);对于单个元素 x 的子集 S 由……组成,我们写 Ann(x) 而不是 Ann(\{x\}) 并调用 x* 的 Ann(x) *湮没子。
关系α x = 0 \alpha x = 0 α x = 0 也可以用说来表示,*x被α \alpha α *消灭。
E 的任意子集 S 的湮没子是 A 的*左理想*,即直接的;要使其等于 A,S = { 0 } S = \{0\} S = { 0 } 是必要且充分的(凭借 (M_IV))。如果E的两个子集S,T使得T的S ⊂ T S \subset T S ⊂ T ,湮没子包含在S的湮没子中。如果( S i ) i ∈ I (S_i)_{i \in I} ( S i ) i ∈ I 是E的子集的任意族,则并⋃ i S i \bigcup_i S_i ⋃ i S i 的湮没子是S i S_i S i 的湮没子中的交。特别是,E 的子集 S 湮没子是 S 的元素湮没子交。说 E 的元素是“自由”等价于其湮没子是说 { 0 } \{0\} { 0 } 。对于所有x ∈ E x \in E x ∈ E 和所有α ∈ A \alpha \in A α ∈ A ,α x \alpha x α x 的湮没子是β ∈ A \beta \in A β ∈ A 的集合,使得β α ∈ A n n ( x ) \beta \alpha \in \mathrm{Ann}(x) β α ∈ Ann ( x ) 。
E 的 子模 M 的湮没子是 A 的*双边理想*;因为,如果α x = 0 \alpha x = 0 α x = 0 对于所有x ∈ M x \in M x ∈ M ,那么α ( β x ) = 0 \alpha (\beta x) = 0 α ( β x ) = 0 对于所有x ∈ M x \in M x ∈ M 和所有β ∈ A \beta \in A β ∈ A ,因此对于所有β ∈ A \beta \in A β ∈ A ,M的α β \alpha \beta α β 属于到湮没子。特别是,E 的湮没子是 A 的双面理想。
对于所有α ∈ A \alpha \in A α ∈ A ,令h α h_\alpha h α 为位似x ↦ α x x \mapsto \alpha x x ↦ α x ;已知将 A 的映射 α ↦ h α \alpha \mapsto h_\alpha α ↦ h α 转换为交换性群(无运算符)E 的自同态环 E = H o m Z ( E , E ) \mathscr{E} = \mathrm{Hom}_\mathbf{Z}(E, E) E = Hom Z ( E , E ) ,是 环同态 (§ 2, no. 5)。这个同态下0的逆像就是E的*湮没子*a a a ;因此,A 在同态 α ↦ h α \alpha \mapsto h_\alpha α ↦ h α 下的像与商环 A / a A/a A / a 同构的。如果模 E 的湮没子 a a a 约化为 0,则称其为“忠实”。
设 E 为 Ann(E) 中包含的 A 的任意 A-模、a a a 双边理想,并令 α ˙ \dot{\alpha} α ˙ 为商环 A / a A/a A / a 的元素;对于所有 x ∈ E x \in E x ∈ E 、元素 α x \alpha x α x 对于所有 α ∈ A \alpha \in A α ∈ A 属于到类 α ˙ \dot{\alpha} α ˙ 模组都是相同的。 a a a ;如果这个元素用α ˙ x \dot{\alpha} x α ˙ x 表示,那么立即可以看出映射 (α, x) ↦ αx 定义(E上有加法)E上的一个(A/α)-模结构。当α = Ann(E)时,这样定义的(A/α)-模E是*忠实*;我们可以说,它是与 A-模 E *关联的忠实者模。请观察,A-模 E 的每个子模也是关联忠实者模的子模,反之亦然。
如果模是由单个元素生成的,则称为单源的。
引用了 1 引用了 命题 9
no. 7的命题 9表明,如果E是单生的A-模且a是元素生成的E,则E与Σa的集合A.a相同,其中Σ贯穿A。
(1) 每个单生群,可交换 (I, § 4, no. 10, 命题 18),都是单生 Z \mathbf{Z} Z 模。 (2) 如果A是交换环,A-模A的单生子模就是环A的*主理想*(I, § 8, no. 6)。 (3) 每个*简单* A-模 E 都是单生的,因为由 E 的元素 ≠ 0 生成的 E 的子模必然等于 E。
引用了 2 引用了 命题 18, I § 4 , I § 8. 。 环
设A为环。 A s A_s A s 中的每个商模都是单生的。相反,令 E 为单生 A-模,E 的 c 生成元且 a 其湮没子; 线性映射 ξ ↦ ξ c \xi \mapsto \xi c ξ ↦ ξ c 定义,当经过为商时,A s / a A_s/a A s / a 的同构到 E.
引用了 2 · 被以下引用 2 引用了 命题 9 , 推论 1
被以下引用 推论 , VII § 4. 。 有限生成模超过主理想整环
由于A s A_s A s 本身是单生的,由1生成,第一个断言从no. 7(推论1)到命题9。第二个是明显的,因为ξ ↦ ξ c \xi \mapsto \xi c ξ ↦ ξ c 是由假设满射并且有核a。
注,如果 A 不可交换,则单生 A-模 E 的两个不同生成元 c、c' 的湮没子通常是*不同的*,并且也不同于模 E 的湮没子。 另一方面,如果 A 是*可交换的*,则湮没子 E 的生成元 c 包含在 E 的每个元素的湮没子中,因此是整个 E 的湮没子。
第二个断言是直接的,第一个命题22和I, § 4, no. 6、定理4。
注另一方面,单生的模的子模不一定是单生的。对于例,如果A是交换环,其中存在非主理想(VII, § 1, no. 1),这些理想是单生A-模 A的非单生子模。
由定义得出,由E的元素族( a i ) (a_i) ( a i ) 生成的A-模E的子模是单源子模的*和*
E的Aa_i;对于 (a_i) 是 E 的基,每个 a_i 是 E 的自由元素并且 Aa_i 的和是直接的,这是充分必要的。
对于所有 x \in S,令 C_x 为指标 i \in I 的有限集合,使得 M_i 中 x 的分量为 \neq 0,并令 C = \bigcup_{x \in S} C_x。对于 i \in C 和假设,每个 x \in S 属于乘以 M_i 的 E 直和定义到子模,因此 S 生成 E 意味着 C = I;由于I乘假设无限,S也是如此(集合理论,III, § 5, no. 1,推论1到命题1);因此 Card(I) = Card(C) \leq Card(S) (集合理论,III, § 6, no. 3,推论 3 到定理 2)。
在命题 23 的假设下,假设每个 M_i 是单源的,并且 E 是非零单源子模的第二个族 (N_\lambda)_{\lambda \in L} 的直和。那么卡(L) = 卡(I)。
引用了 1 引用了 命题 23
如果 b_\lambda 是 N_\lambda 的生成元,则 b_\lambda 的集合是 E 的生成的系统,因此 Card(L) \geq Card(I)。特别是 L 是无限的,并且交换 (M_i) 和 (N_\lambda) 的角色,类似的 Card(I) \geq Card(L),从而的推论。
如果模 E 承认无限基 B,则 E 的每个生成的系统都有基数 \geq Card(B) 并且 E 的每个基等价于 B。
被以下引用 1 被以下引用 定理 3, II § 7
13. 标量的变换环
设 A, B 为环 B 到环 A 中的两个环和 \rho 同态。对于每个 A-模 E, 外法则 (\beta, x) \mapsto \rho(\beta)x 定义 (与加法) B-模据说结构与E上的\rho和A-模结构相关;这个 B-模用 \rho_*(E) 或 E_{[B]} 表示(如果不会引起混淆,甚至可以简单地用 E 表示)。特别地,如果 B 是 A 的子环并且 \rho : B \to A 是典范嵌入,则 E_{[B]} 称为通过将标量 A 到 B 的环限制而获得的 B-模;由于滥用语言,当同态 \rho 是任意的时,也会使用此表达式。
如果 F 是 A-模 E 的子模,则 \rho_*(F) 是 \rho_*(E) 的子模,且 \rho_*(E/F) 等于 \rho_*(E)/\rho_*(F)。
设E、F为两个A-模;每个 A-线性映射 u : E \to F 也是 B-线性映射 E_{[B]} \to F_{[B]} ,用 \rho_*(u) 表示;在其他字中,有典范嵌入个 \mathbf{Z}-modules
(47)
Hom A ( E , F ) → Hom B ( E [ B ] , F [ B ] ) .
\operatorname{Hom}_A(E, F) \to \operatorname{Hom}_B(E_{[B]}, F_{[B]}).
Hom A ( E , F ) → Hom B ( E [ B ] , F [ B ] ) .
这个映射不一定是双射的;在其他字 B-线性映射 E_{[B]} \to F_{[B]} 不一定是 A 线性的。对于例,E_{[B]} 的子 B 模不一定是 E 的子 A 模:如果 A 为域且 B 子域为 A A A ,则向量子空间 B s B_s B s 为向量 B B B -空间如果B ≠ A B \neq A B = A ,则( A s ) [ B ] (A_s)_{[B]} ( A s ) [ B ] 不是向量子A A A 空间。
直接的,对于A A A 模块的每个( E i ) i ∈ I (E_i)_{i \in I} ( E i ) i ∈ I 族,B B B 模块ρ ∗ ( ∏ i ∈ I E i ) \rho_*\left(\prod_{i \in I} E_i\right) ρ ∗ ( ∏ i ∈ I E i ) (或ρ ∗ ( ⨁ i ∈ I E i ) \rho_*\left(\bigoplus_{i \in I} E_i\right) ρ ∗ ( ⨁ i ∈ I E i ) )等于∏ i ∈ I ρ ∗ ( E i ) \prod_{i \in I} \rho_*(E_i) ∏ i ∈ I ρ ∗ ( E i ) (或⨁ i ∈ I ρ ∗ ( E i ) \bigoplus_{i \in I} \rho_*(E_i) ⨁ i ∈ I ρ ∗ ( E i ) )。
ρ ∗ ( E ) \rho_*(E) ρ ∗ ( E ) 的每个生成的系统都是E E E 的生成的系统,但逆命题不一定为真。
令A , B A, B A , B 为两个环和ρ : B → A \rho : B \to A ρ : B → A 环同态。
引用了 1 引用了 注
(i) 如果 ρ \rho ρ 是满射,则典范映射 (47) 是双射。对于每个A A A 模块E E E ,ρ ∗ ( E ) \rho_*(E) ρ ∗ ( E ) 的每个子B B B 模块都是E E E 的子A A A 模块; E E E 中的每生成的系统是 ρ ∗ ( E ) \rho_*(E) ρ ∗ ( E ) 中的生成的系统。
(ii) 如果ρ \rho ρ 是单射的,A A A -模块E E E 中的每个自由族都是B B B -模块ρ ∗ ( E ) \rho_*(E) ρ ∗ ( E ) 中的自由族。
命题紧随定义之后。
注即使ρ \rho ρ 是单射的,ρ ∗ ( E ) \rho_*(E) ρ ∗ ( E ) 中的自由族在E E E 中也不一定是自由的。
对于例,1和2 \sqrt{2} 2 不将R \mathbf{R} R 中的形式空闲系统视为向量R \mathbf{R} R 空间,尽管它们将R \mathbf{R} R 中的形式空闲系统视为向量 Q \mathbf{Q} Q -空间 (cf. 注 1).
令A , B A, B A , B 为两个环、ρ : B → A \rho : B \to A ρ : B → A 、环、同态和E E E 一个A A A 模块。令( α λ ) λ ∈ L (\alpha_\lambda)_{\lambda \in L} ( α λ ) λ ∈ L 为生成的系统(分别为元素、基的自由族),将A A A 视为左B B B 模块。令( a μ ) μ ∈ M (a_\mu)_{\mu \in M} ( a μ ) μ ∈ M 为A A A 模块E E E 的生成的系统(分别为元素、基的自由族)。那么( α λ a μ ) ( λ , μ ) ∈ L × M (\alpha_\lambda a_\mu)_{(\lambda, \mu) \in L \times M} ( α λ a μ ) ( λ , μ ) ∈ L × M 是B B B -模块ρ ∗ ( E ) \rho_*(E) ρ ∗ ( E ) 的生成的系统(分别是(当ρ \rho ρ 是单射时)元素、基的自由族)。
被以下引用 11 被以下引用 命题 4, AC V § 1 , 注, II § 7 , 命题 5, III § 9 , 命题 6, III § 9 , 定理 1, IV § 6 , 命题 4, V § 13 , 定理 1, V § 2 , 定理 2, V § 3 , 推论 (弗罗贝尼乌斯互易律), VIII § 11 , 定理 1, VIII § 3 , 命题 6, VIII § 7
如果x = ∑ μ ∈ M γ μ a μ x = \sum_{\mu \in M} \gamma_\mu a_\mu x = ∑ μ ∈ M γ μ a μ ,其中γ μ ∈ A \gamma_\mu \in A γ μ ∈ A 和( α λ ) (\alpha_\lambda) ( α λ ) 是A A A 的生成的系统,对于所有μ ∈ M \mu \in M μ ∈ M ,从而x = ∑ λ , μ ρ ( β λ μ ) α λ a μ x = \sum_{\lambda, \mu} \rho(\beta_{\lambda \mu}) \alpha_\lambda a_\mu x = ∑ λ , μ ρ ( β λ μ ) α λ a μ ,我们可以写成γ μ = ∑ λ ∈ L ρ ( β λ μ ) α λ \gamma_\mu = \sum_{\lambda \in L} \rho(\beta_{\lambda \mu}) \alpha_\lambda γ μ = ∑ λ ∈ L ρ ( β λ μ ) α λ 和β λ μ ∈ B \beta_{\lambda \mu} \in B β λ μ ∈ B 。另一方面,如果( α λ ) (\alpha_\lambda) ( α λ ) 和( a μ ) (a_\mu) ( a μ ) 是自由族,关系∑ λ , μ ρ ( β λ μ ) α λ a μ = 0 \sum_{\lambda, \mu} \rho(\beta_{\lambda \mu}) \alpha_\lambda a_\mu = 0 ∑ λ , μ ρ ( β λ μ ) α λ a μ = 0 ,加上β λ μ ∈ B \beta_{\lambda \mu} \in B β λ μ ∈ B ,可以写成∑ μ ∈ M ( ∑ λ ∈ L ρ ( β λ μ ) α λ ) a μ = 0 \sum_{\mu \in M} \left( \sum_{\lambda \in L} \rho(\beta_{\lambda \mu}) \alpha_\lambda \right) a_\mu = 0 ∑ μ ∈ M ( ∑ λ ∈ L ρ ( β λ μ ) α λ ) a μ = 0 ;因此,如果 ρ \rho ρ 是单射的,那么它对于所有 μ ∈ M \mu \in M μ ∈ M 意味着 ∑ λ ∈ L ρ ( β λ μ ) α λ = 0 \sum_{\lambda \in L} \rho(\beta_{\lambda \mu}) \alpha_\lambda = 0 ∑ λ ∈ L ρ ( β λ μ ) α λ = 0 ,并且因此对于所有 λ , μ \lambda, \mu λ , μ 意味着 β λ μ = 0 \beta_{\lambda \mu} = 0 β λ μ = 0 。
如果A A A 是有限生成的左B B B -模块并且E E E 是有限生成的左A A A -模块,则ρ ∗ ( E ) \rho_*(E) ρ ∗ ( E ) 是有限生成的左A A A -模块。
令C C C 为第三个环,ρ ′ : C → B \rho' : C \to B ρ ′ : C → B 环同态以及ρ ′ ′ = ρ ∘ ρ ′ \rho'' = \rho \circ \rho' ρ ′′ = ρ ∘ ρ ′ 复合同态。对于每个A A A -模块E E E ,紧随定义而来的是ρ ∗ ′ ′ ( E ) = ρ ∗ ′ ( ρ ∗ ( E ) ) \rho''_*(E) = \rho'_*(\rho_*(E)) ρ ∗ ′′ ( E ) = ρ ∗ ′ ( ρ ∗ ( E )) 。特别是,如果ρ \rho ρ 是B B B 到A A A 的*同构*,则E = ρ ∗ ′ ( ρ ∗ ( E ) ) E = \rho'_*(\rho_*(E)) E = ρ ∗ ′ ( ρ ∗ ( E )) ,其中ρ ′ \rho' ρ ′ 表示ρ \rho ρ 的逆同构。
可以看出 (no. 1),A A A -模块 E E E 上的位似h α : x ↦ α x h_\alpha : x \mapsto \alpha x h α : x ↦ α x 不一定是线性映射。但如果α \alpha α 是*可逆的*,h α h_\alpha h α 是相对于A A A 的内自同构ξ ↦ α ξ α − 1 \xi \mapsto \alpha \xi \alpha^{-1} ξ ↦ α ξ α − 1 的*半线性*映射(而且是双射),对于α ( λ x ) = ( α λ α − 1 ) ( α x ) \alpha(\lambda x) = (\alpha \lambda \alpha^{-1})(\alpha x) α ( λ x ) = ( α λ α − 1 ) ( α x ) 。
令C为第三个环,ρ ′ : C → B \rho': C \to B ρ ′ : C → B 同态,G为C模块。如果v : G → F v: G \to F v : G → F 是相对于ρ ′ \rho' ρ ′ 的半线性映射,则合成w = u ∘ v w = u \circ v w = u ∘ v 是G到E相对于同态ρ ′ ′ = ρ ∘ ρ ′ \rho'' = \rho \circ \rho' ρ ′′ = ρ ∘ ρ ′ 的半线性映射。如果ρ \rho ρ 是*同构*并且u : F → E u: F \to E u : F → E 是相对于ρ \rho ρ 的*双射的*半线性映射,则逆映射u ′ : E → F u': E \to F u ′ : E → F 是*相对于逆同构*ρ ′ : A → B \rho': A \to B ρ ′ : A → B 的ρ \rho ρ 的半线性映射。
由此可见,对于通过给定A上的集合环结构的有序对(A,E)和E上的左A-模结构来定义结构的类,*二态性*( u , ϕ ) (u, \phi) ( u , ϕ ) 可取为*态射* (*集合理论*,IV, § 2, no. 1);在下文中我们将始终假设选择或态射已经制作完成。
注(3)*。令A 1 , A 2 A_1, A_2 A 1 , A 2 为两个环,A = A 1 × A 2 A = A_1 \times A_2 A = A 1 × A 2 为它们的乘积,并让e 1 = ( 1 , 0 ) , e 2 = ( 0 , 1 ) e_1 = (1, 0),\ e_2 = (0, 1) e 1 = ( 1 , 0 ) , e 2 = ( 0 , 1 ) 在A中,使得A 1 A_1 A 1 和A 2 A_2 A 2 规范地等同于A的双面理想A e 1 Ae_1 A e 1 和A e 2 Ae_2 A e 2 。对于每个A-模E, e 1 E e_1E e 1 E 和e 2 E e_2E e 2 E 是E的子A模块E 1 , E 2 E_1,\ E_2 E 1 , E 2 ,分别被e 2 e_2 e 2 和e 1 e_1 e 1 湮灭,因此,将A / A e 2 A/Ae_2 A / A e 2 与A 1 A_1 A 1 和A / A e 1 A/Ae_1 A / A e 1 与A 2 A_2 A 2 、E 1 E_1 E 1 规范地识别(或E 2 E_2 E 2 )被赋予一个A 1 A_1 A 1 -模块(或A 2 A_2 A 2 -模块)结构。此外,E是E 1 E_1 E 1 和E 2 E_2 E 2 的*直和*,因为每个x ∈ E x \in E x ∈ E 都可以写成x = e 1 x + e 2 x x = e_1x + e_2x x = e 1 x + e 2 x 和关系,e 1 x = e 2 y e_1x = e_2y e 1 x = e 2 y 意味着e 1 x = e 1 2 x = e 1 e 2 y = 0 e_1x = e_1^2x = e_1e_2y = 0 e 1 x = e 1 2 x = e 1 e 2 y = 0 。相反,对于A 1 A_1 A 1 -模块F 1 F_1 F 1 和A 2 A_2 A 2 -模块F 2 F_2 F 2 的每个有序对由……组成,令E 1 E_1 E 1 为A-模( p 1 ) ∗ ( F 1 ) (p_1) * (F_1) ( p 1 ) ∗ ( F 1 ) 、E 2 E_2 E 2 A-模 ( p 2 ) ∗ ( F 2 ) (p_2) * (F_2) ( p 2 ) ∗ ( F 2 ) 、p 1 p_1 p 1 和p 2 p_2 p 2 分别是A的投影到A 1 A_1 A 1 和A 2 A_2 A 2 ;然后在A-模E = E 1 ⊕ E 2 , E 1 = e 1 E , E 2 = e 2 E E = E_1 \oplus E_2,\ E_1 = e_1E,\ E_2 = e_2E E = E 1 ⊕ E 2 , E 1 = e 1 E , E 2 = e 2 E 。因此,A-模的研究被简化为A 1 A_1 A 1 -模块和A 2 A_2 A 2 -模块的研究。特别是,E 的每个子模 M 都是形式 M 1 ⊕ M 2 M_1 \oplus M_2 M 1 ⊕ M 2 ,其中 M 1 = e 1 M M_1 = e_1M M 1 = e 1 M 和 M 2 = e 2 M M_2 = e_2M M 2 = e 2 M 。
引用了 1 引用了 E IV § 2. 态射和导出结构
14. 多模块
设A、B为两个环,并在集合E上考虑两个左模结构,具有*相同*加法律,且其环运算符分别为A和B;令 E \mathscr{E} E 为加法群 E 的自同态环,并且对于所有 α ∈ A \alpha \in A α ∈ A (分别为 β ∈ B \beta \in B β ∈ B ),令 h α h_\alpha h α (分别为 h β ′ h'_\beta h β ′ )表示元素 x ↦ α x x \mapsto \alpha x x ↦ α x (分别为 x ↦ β x x \mapsto \beta x x ↦ β x ) E \mathscr{E} E 。显然,以下三个属性是等效的: (a) h α ∘ h β ′ = h β ′ ∘ h α h_\alpha \circ h'_\beta = h'_\beta \circ h_\alpha h α ∘ h β ′ = h β ′ ∘ h α 对于所有 α \alpha α 和 β \beta β ; (b) 同态 a ↦ h α a \mapsto h_\alpha a ↦ h α 下的A的像*包含在*H o m B ( E , E ) \mathrm{Hom}_B(E, E) Hom B ( E , E ) 中; (c) 同态β ↦ h β ′ \beta \mapsto h'_\beta β ↦ h β ′ 下的B的像*包含在*H o m A ( E , E ) \mathrm{Hom}_A(E, E) Hom A ( E , E ) 中。当A-模(或B-模)结构是右模结构时,环 A(或B)必须在(b)(或(c))中用A 0 A^0 A 0 (或B 0 B^0 B 0 )替换。上述性质可以用说来表示,E上定义的两个(左或右)模结构是*相容的*的。
设*( A λ ) λ ∈ L , ( B μ ) μ ∈ M (A_\lambda)_{\lambda \in L},\ (B_\mu)_{\mu \in M} ( A λ ) λ ∈ L , ( B μ ) μ ∈ M *为环的两个家庭;一个* ( ( A λ ) , ( B μ ) ) ((A_\lambda),\ (B_\mu)) (( A λ ) , ( B μ )) *-多模块*(或*环* ( A λ ) λ ∈ L , ( B μ ) μ ∈ M (A_\lambda)_{\lambda \in L},\ (B_\mu)_{\mu \in M} ( A λ ) λ ∈ L , ( B μ ) μ ∈ M 系列上的多模块)*是集合* E 对于每个 λ ∈ L \lambda \in L λ ∈ L ,*左* A λ A_\lambda A λ *-模块结构,并且对于每个* μ ∈ M \mu \in M μ ∈ M ,*右* B μ B_\mu B μ *-模块结构,所有这些模结构都兼容一个另一个.
当族( B μ ) (B_\mu) ( B μ ) (或( A λ ) (A_\lambda) ( A λ ) )为空时,E 称为*左*(或*右*)*多模块*。当 Card(L) + Card(M) = 2 时,我们说“双模 ”而不是“multimodule ”;然后,通常可以方便地将双模视为相对于环 A 和 右模 具有 左模 结构(正如其对立运算符 cf. no. 1 的替换环始终可以完成的那样) 结构相对于环 B,律的可置换性则用关系表示
α ( x β ) = ( α x ) β for x ∈ E , α ∈ A , β ∈ B .
\alpha(x\beta) = (\alpha x)\beta \quad \text{for } x \in E, \alpha \in A, \beta \in B.
α ( x β ) = ( α x ) β for x ∈ E , α ∈ A , β ∈ B .
那么也可以说 E 是 (A, B) -*双模*。
如果 E 上的所有模结构其中定义这些多模块结构中的一个或另一个与一个另一个兼容,则集合 E 上的两个*多模块* 结构被称为“相容的”。
(1) 在环上,A s A_s A s 和 A d A_d A d 的 A 模结构是兼容的,因此 A 可以被规范地视为 (A, A)-双模。
(2) 左A-模 E 在环 End A ( E ) \operatorname{End}_A(E) End A ( E ) 上具有规范的左模结构,并且 E 上的 A-模和 End A ( E ) \operatorname{End}_A(E) End A ( E ) 模块结构是*兼容的*。
显然,当 E 是环的两个族 ( A λ ) λ ∈ L , ( B μ ) μ ∈ M (A_\lambda)_{\lambda \in L}, (B_\mu)_{\mu \in M} ( A λ ) λ ∈ L , ( B μ ) μ ∈ M 上的多模块时,E 也是任意两个子族 ( A λ ) λ ∈ L ′ , ( B μ ) μ ∈ M ′ (A_\lambda)_{\lambda \in L'}, (B_\mu)_{\mu \in M'} ( A λ ) λ ∈ L ′ , ( B μ ) μ ∈ M ′ 上的多模块,其中 λ ∈ L ′ \lambda \in L' λ ∈ L ′ 和 μ ∈ M ′ \mu \in M' μ ∈ M ′ 的 A λ A_\lambda A λ 模块和 B μ B_\mu B μ 模块结构是最初给出的结构。
由于多模块是特定的例与运算符的可交换群,因此 nos 的结果。 2至10(cf.no. 10,*注*)可以应用于它们;特别是,如果 E、F 是两个 ( ( A λ ) , ( B μ ) ) ((A_\lambda), (B_\mu)) (( A λ ) , ( B μ )) 多模,则 同态 u : E → F u : E \to F u : E → F 是映射,这是所有 λ ∈ L \lambda \in L λ ∈ L 的 A λ A_\lambda A λ 同态,以及所有 μ ∈ M \mu \in M μ ∈ M 的 B μ B_\mu B μ 同态。 ( ( A λ ) , ( B μ ) ) ((A_\lambda), (B_\mu)) (( A λ ) , ( B μ )) -多模的稳定子群是 ( ( A λ ) , ( B μ ) ) ((A_\lambda), (B_\mu)) (( A λ ) , ( B μ )) -多模(称为*子多模*),以及此类子群的商(称为*商多模*); 乘积和直和类似。
设 E 为 ( ( A λ ) , ( B μ ) ) ((A_\lambda), (B_\mu)) (( A λ ) , ( B μ )) 多模块,对于每个 λ ∈ L \lambda \in L λ ∈ L (分别为 μ ∈ M \mu \in M μ ∈ M ),令 ϕ λ : A λ ′ → A λ \phi_\lambda : A'_\lambda \to A_\lambda ϕ λ : A λ ′ → A λ (分别为 ψ μ : B μ ′ → B μ \psi_\mu : B'_\mu \to B_\mu ψ μ : B μ ′ → B μ )为环同态;显然,与E上给出的ϕ λ \phi_\lambda ϕ λ 和A λ A_\lambda A λ 模块结构相关联的A λ ′ A'_\lambda A λ ′ 模块结构以及与E上给出的ψ μ \psi_\mu ψ μ 和B λ B_\lambda B λ 模块结构相关联的B μ ′ B'_\mu B μ ′ 模块结构与E上给出的另一个兼容,因此E上的定义兼容( ( A λ ′ ) , ( B μ ′ ) ) ((A'_\lambda), (B'_\mu)) (( A λ ′ ) , ( B μ ′ )) -多模块结构,据说与给定的( ( A λ ) , ( B μ ) ) ((A_\lambda), (B_\mu)) (( A λ ) , ( B μ )) -多模块结构以及ϕ λ \phi_\lambda ϕ λ 和ψ μ \psi_\mu ψ μ “关联”。
如果E、F是两个( ( A λ ) , ( B μ ) ) ((A_\lambda), (B_\mu)) (( A λ ) , ( B μ )) 多模块,则E到F中的同态的加法群表示为Hom ( A λ ) , ( B μ ) ( E , F ) \operatorname{Hom}_{(A_\lambda), (B_\mu)}(E, F) Hom ( A λ ) , ( B μ ) ( E , F ) (或简称为Hom ( E , F ) \operatorname{Hom}(E, F) Hom ( E , F ) )。 no. 2的公式(6)到(8)显然对于( ( A λ ) , ( B μ ) ) ((A_\lambda), (B_\mu)) (( A λ ) , ( B μ )) -多模块同态有效,特别是Hom ( E , E ) = End ( E ) \operatorname{Hom}(E, E) = \operatorname{End}(E) Hom ( E , E ) = End ( E ) 有一个*环*结构;
此外,Hom(E, F) 具有规范的 left End(F) 模块结构和 right End(E) 模块结构,这两个结构是兼容的;在其他字中,Hom(E, F) 有一个规范的 (End(F), End(E))-双模 结构。
现在假设 E 有一个多模块结构,其左(右)运算符的环一方面是 λ ∈ L \lambda \in L λ ∈ L 的 A λ A_\lambda A λ (分别是 μ ∈ M \mu \in M μ ∈ M 的 B μ B_\mu B μ ),另一方面是另一个系列 ( A λ ′ ′ ) λ ′ ∈ L ′ (A'_{\lambda'})_{\lambda' \in L'} ( A λ ′ ′ ) λ ′ ∈ L ′ 的环(分别是 ( B μ ′ ′ ) μ ′ ∈ M ′ (B'_{\mu'})_{\mu' \in M'} ( B μ ′ ′ ) μ ′ ∈ M ′ )。 Suppose similarly that F has a multimodule structure whose rings of left (resp. right) operators are on the one hand the A λ A_\lambda A λ for λ ∈ L \lambda \in L λ ∈ L (resp. the B μ B_\mu B μ for μ ∈ M \mu \in M μ ∈ M ) and on the other the rings of another family ( A λ ′ ′ ′ ′ ) λ ′ ′ ∈ L ′ ′ (A''_{\lambda''})_{\lambda'' \in L''} ( A λ ′′ ′′ ) λ ′′ ∈ L ′′ (resp. ( B μ ′ ′ ′ ′ ) μ ′ ′ ∈ M ′ ′ (B''_{\mu''})_{\mu'' \in M''} ( B μ ′′ ′′ ) μ ′′ ∈ M ′′ ); to abbreviate we shall say that E is an ((A λ A_\lambda A λ ), (A λ ′ ′ A'_{\lambda'} A λ ′ ′ ); (B μ B_\mu B μ ), (B μ ′ ′ B'_{\mu'} B μ ′ ′ ))-multimodule and F an ((A λ A_\lambda A λ ), (A λ ′ ′ ′ ′ A''_{\lambda''} A λ ′′ ′′ ); (B μ B_\mu B μ ), (B μ ′ ′ ′ ′ B''_{\mu''} B μ ′′ ′′ ))-multimodule. 将 E 和 F 视为 ((A λ A_\lambda A λ ), (B μ B_\mu B μ ))-多模块,从而“限制”运算符到子族 (A λ A_\lambda A λ ) 和 (B μ B_\mu B μ )。 根据本文开头所述,在 E 和 F 定义上给出的多模块结构规范地环同态
A λ ′ ′ → End ( A λ ) , ( B μ ) ( E ) , B μ ′ ′ 0 → End ( A λ ) , ( B μ ) ( E ) ,
A'_{\lambda'} \to \operatorname{End}_{(A_\lambda), (B_\mu)}(E), \qquad {B'_{\mu'}}^0 \to \operatorname{End}_{(A_\lambda), (B_\mu)}(E),
A λ ′ ′ → End ( A λ ) , ( B μ ) ( E ) , B μ ′ ′ 0 → End ( A λ ) , ( B μ ) ( E ) ,
A λ ′ ′ ′ ′ → End ( A λ ) , ( B μ ) ( F ) , B μ ′ ′ ′ ′ → End ( A λ ) , ( B μ ) ( F ) ;
A''_{\lambda''} \to \operatorname{End}_{(A_\lambda), (B_\mu)}(F), \qquad B''_{\mu''} \to \operatorname{End}_{(A_\lambda), (B_\mu)}(F);
A λ ′′ ′′ → End ( A λ ) , ( B μ ) ( F ) , B μ ′′ ′′ → End ( A λ ) , ( B μ ) ( F ) ;
moreover, two elements of End ( A λ ) , ( B μ ) ( E ) \operatorname{End}_{(A_\lambda), (B_\mu)}(E) End ( A λ ) , ( B μ ) ( E ) (resp. End ( A λ ) , ( B μ ) ( F ) \operatorname{End}_{(A_\lambda), (B_\mu)}(F) End ( A λ ) , ( B μ ) ( F ) ) respective images of elements of two distinct rings among the A λ ′ ′ A'_{\lambda'} A λ ′ ′ , or the B μ ′ ′ 0 {B'_{\mu'}}^0 B μ ′ ′ 0 (resp. the A λ ′ ′ ′ ′ A''_{\lambda''} A λ ′′ ′′ or the B μ ′ ′ ′ ′ B''_{\mu''} B μ ′′ ′′ ) are permutable; it follows that the above homomorphisms define on Hom ( A λ ) , ( B μ ) ( E , F ) \operatorname{Hom}_{(A_\lambda), (B_\mu)}(E, F) Hom ( A λ ) , ( B μ ) ( E , F ) a multimodule structure whose rings of left operators are the A λ ′ ′ ′ ′ A''_{\lambda''} A λ ′′ ′′ (λ ′ ′ ∈ L ′ ′ \lambda'' \in L'' λ ′′ ∈ L ′′ ) and the B μ ′ ′ B'_{\mu'} B μ ′ ′ (μ ′ ∈ M ′ \mu' \in M' μ ′ ∈ M ′ ) and whose rings of right operators are the A λ ′ ′ A'_{\lambda'} A λ ′ ′ (λ ′ ∈ L ′ \lambda' \in L' λ ′ ∈ L ′ ) and the B μ ′ ′ ′ ′ B''_{\mu''} B μ ′′ ′′ (μ ′ ′ ∈ M ′ ′ \mu'' \in M'' μ ′′ ∈ M ′′ ).
如果现在 E ′ E' E ′ 是 ((A λ A_\lambda A λ ), (A λ ′ ′ A'_{\lambda'} A λ ′ ′ ); (B μ B_\mu B μ ), (B μ ′ ′ B'_{\mu'} B μ ′ ′ ))-多模块,F ′ F' F ′ 是 ((A λ A_\lambda A λ ), (A λ ′ ′ ′ ′ A''_{\lambda''} A λ ′′ ′′ ); (B μ B_\mu B μ ), (B μ ′ ′ ′ ′ B''_{\mu''} B μ ′′ ′′ ))-多模块, Hom ( A λ ) , ( B μ ) ( E ′ , F ′ ) \operatorname{Hom}_{(A_\lambda), (B_\mu)}(E', F') Hom ( A λ ) , ( B μ ) ( E ′ , F ′ ) 是
( ( A λ ′ ′ ′ ′ ) , ( B μ ′ ′ ) ; ( A λ ′ ′ ) , ( B μ ′ ′ ′ ′ ) ) -multimodule ;
((A''_{\lambda''}), (B'_{\mu'}); (A'_{\lambda'}), (B''_{\mu''}))\text{-multimodule};
(( A λ ′′ ′′ ) , ( B μ ′ ′ ) ; ( A λ ′ ′ ) , ( B μ ′′ ′′ )) -multimodule ;
如果 u : E ′ → E , v : F → F ′ u : E' \to E, v : F \to F' u : E ′ → E , v : F → F ′ 是多模块同态,
Hom ( u , v ) : Hom ( A λ ) , ( B μ ) ( E , F ) → Hom ( A λ ) , ( B μ ) ( E ′ , F ′ )
\operatorname{Hom}(u, v) : \operatorname{Hom}_{(A_\lambda), (B_\mu)}(E, F) \to \operatorname{Hom}_{(A_\lambda), (B_\mu)}(E', F')
Hom ( u , v ) : Hom ( A λ ) , ( B μ ) ( E , F ) → Hom ( A λ ) , ( B μ ) ( E ′ , F ′ )
定义如no. 2,并且是一个*多模块*同态。
被以下引用 2 被以下引用 学院, II § 3 , 例, III § 4
习题
参见习题为 § 1 。