Bourbaki

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§ 5。标量的环的扩张

1. 模标量的环的扩张

设A,BA, B为两个环和ρ:A→B\rho : A \to B环同态;我们考虑由这个同态(§1§ 1,no. 13)定义的正确AA模块ρ∗(Bd)\rho^*(B_d);这个AA模块也有一个左BB模块结构,即BsB_s的结构,并且,正如BB中a∈A,b,b′a \in A, b, b'的b′(bρ(a))=(b′b)ρ(a)b'(b\rho(a)) = (b'b)\rho(a)一样,BB上的这两个模结构是兼容的(§1§ 1,no. 14)。这允许我们,对于每个左AA-模块EE,到定义张量积ρ∗(Bd)⊗AE\rho_*(B_d) \otimes_A E上的左BB-模块结构,使得BB和x∈Ex \in E中的β,β′\beta, \beta'有β′(β⊗x)=(β′β)⊗x\beta'(\beta \otimes x) = (\beta'\beta) \otimes x (§3§ 3,no. 3)。这个左BB模块据说是通过ρ\rho*将标量的环扩展到BB*从EE派生出来的,如果不引起混淆的话,它用ρ∗(E)\rho^*(E)或E(B)E_{(B)}表示。

命题 1 05QD

对于每个左AA-模块EE,EE的映射ϕ:x↦1⊗x\phi : x \mapsto 1 \otimes x进入AA-模块ρ∗(ρ∗(E))\rho_*(\rho^*(E))是AA线性和集合ϕ(E)\phi(E)生成 BB-模块ρ∗(E)\rho^*(E)。此外,对于EE到AA-模块ρ∗(F)\rho_*(F)的每个左BB-模块FF和每个AA-线性映射ff,存在且仅有一个BB-线性映射fˉ\bar{f} ρ∗(E)\rho^*(E) 转换为 FF,这样 fˉ(1⊗x)=f(x)\bar{f}(1 \otimes x) = f(x) 对于所有 x∈Ex \in E。

被以下引用 5

被以下引用 § 5. 。标量的环的扩张, 推论, 注, 命题 1, III § 1, 命题 20, III § 10

BB可以通过ρ\rho被视为(B,A)(B, A)双模;那么有一个规范的 Z\mathbf{Z}-模块同构

(1)

Hom⁡B(B⊗AE,F)→Hom⁡A(E,Hom⁡B(Bs,F)) \operatorname{Hom}_B(B \otimes_A E, F) \to \operatorname{Hom}_A(E, \operatorname{Hom}_B(B_s, F))
正如在 §4§ 4、no. 1、命题 1 中所见。但是左侧 AA 模块 Hom⁡B(Bs,F)\operatorname{Hom}_B(B_s, F) 被规范地标识为 ρ∗(F)\rho^*(F):对于,通过定义 (§1§ 1,no. 14),有对应到元素y∈Fy \in F同态θ(y):Bs→F\theta(y) : B_s \to F使得(θ(y))(1)=y(\theta(y))(1) = y;对于所有λ∈A\lambda \in A,因此BsB_s的对应到ρ(λ)y∈F\rho(\lambda)y \in F同态μ↦μρ(λ)y\mu \mapsto \mu \rho(\lambda)y进入FF,这只是Hom⁡B(Bs,F)\operatorname{Hom}_B(B_s, F)上左侧AA模块结构的λθ(y)\lambda \theta(y) (§1§ 1,no. 14)。使用这个识别,我们因此获得*规范* Z\mathbf{Z}-模块*同构*,(1)的逆

(2)

δ:Hom⁡A(E,ρ∗(F))→Hom⁡B(ρ∗(E),F) \delta : \operatorname{Hom}_A(E, \rho_*(F)) \to \operatorname{Hom}_B(\rho^*(E), F)
从定义可以立即得出,如果 δ(f)=fˉ\delta(f) = \bar{f},则对于所有 x∈Ex \in E,fˉ(1⊗x)=f(x)\bar{f}(1 \otimes x) = f(x)。特别是,映射ϕE:x↦1⊗x\phi_E : x \mapsto 1 \otimes x只是 (3)
ϕE=δ−1(1ρ∗(E)). \phi_E = \delta^{-1}(1_{\rho^*(E)}).

因此命题1得证。 映射 ϕE:E→ρ∗(ρ∗(E))\phi_E : E \to \rho_*(\rho^*(E)) 被称为*规范*。

注 05QE

(1) 命题 1 表明E(B)E_{(B)}和ϕE\phi_E的有序对由……组成是普遍映射问题的解(集合理论,IV, § 3, no. 1),其中Σ\Sigma是左B-模结构的类(态射是B-线性映射),α\alpha-映射是E到B-模的A-线性映射。

(2) 如果 E 是(A,(Ci′);(Dj′))(A, (C'_i); (D'_j))-多模且 F 是(B,(Ch′′);(Dk′′))(B, (C''_h); (D''_k))-多模,则同构 (2) 相对于两侧的 ((Dj′,(Ch′′);(Ci′),(Dk′′))((D'_j, (C''_h); (C'_i), (D''_k))-多模结构(§1§ 1、no. 14 和 §3§ 3、no. 4)是线性的。

(3) 设E为左A-模,aaA的双面理想,ρ:A→A/a\rho : A \to A/a典范同态。在§3§ 3、no. 6的记号中,推论2到命题6,A-模E/aEE/aE被aa湮灭,因此具有规范的左(A/a)(A/a)模块结构(§1§ 1, no. 12); §3§ 3、no. 6中定义的典范映射、π:ρ∗(E)→E/aE\pi : \rho^*(E) \to E/aE是直接的,对于(A/a)(A/a)模块结构,推论2到命题6是同构。

引用了 3 · 被以下引用 1

引用了 命题 1, E IV § 3. 普遍映射, 命题 6

被以下引用 命题 3, AC II § 2

推论 05QF

设E、E'为二左A-模;对于每个A-线性映射u:E→E′u : E \to E',v=lB⊗uv = l_B \otimes u是唯一的B-线性映射,它呈现可交换的图表

引用了 1

引用了 命题 1

E→ϕEE(B)∣∣u↓v↓E′→ϕE′E(B)′ \begin{array}{ccc} E & \xrightarrow{\phi_E} & E_{(B)} \\ | & & | \\ u \downarrow & & v \downarrow \\ E' & \xrightarrow{\phi_{E'}} & E'_{(B)} \end{array}

其中ϕE\phi_E和ϕE′\phi_{E'}是典范映射。

应用命题 1 足以满足 A 同态ϕE′∘u:E→E(B)′\phi_{E'} \circ u : E \to E'_{(B)}。

上述推论中定义的映射vv用ρ∗(u)\rho^*(u)或u(B)u_{(B)}表示。

如果E′′E''是第三个左A-模且v:E′→E′′v : E' \to E''A-线性映射,则直接的

(v∘u)(B)=v(B)∘u(B). (v \circ u)_{(B)} = v_{(B)} \circ u_{(B)}.

扩展模运算符的环是*传递* 运算;准确地说:

命题 2 05QG

令ρ:A→B, σ:B→C\rho : A \to B,\ \sigma : B \to C为环同态。对于每一个左A-模 E,存在且仅有一个C-同态

引用了 2 · 被以下引用 9

引用了 命题 8, 命题 4, II § 3

被以下引用 推论, 命题 7, 推论, III § 1, 命题 3, V § 15, 命题 9, V § 15, 推论 3, V § 15, 定理 4, V § 16, 命题 1, V § 17, VIII § 11. 。 格罗滕迪克群

(4)(4)
σ∗(ρ∗(E))→(σ∘ρ)∗(E) \sigma^*(\rho^*(E)) \to (\sigma \circ \rho)^*(E)
对于所有x∈Ex \in E,映射1⊗(1⊗x)1 \otimes (1 \otimes x)到1⊗x1 \otimes x,并且这个同态是双射的。

σ∗(ρ∗(E))\sigma^*(\rho^*(E))和(σ∘ρ)∗(E)(\sigma \circ \rho)^*(E)的底层Z\mathbf{Z}模块分别是C⊗B(B⊗AE)C \otimes_B (B \otimes_A E)和C⊗AEC \otimes_A E。存在一个规范的Z\mathbf{Z}同构C⊗B(B⊗AE)→(C⊗BB)⊗AEC \otimes_B (B \otimes_A E) \to (C \otimes_B B) \otimes_A E(§3§ 3,no. 8,命题8),这也是两侧左侧C模块结构的C同构。此外,

C-模块C⊗BBC \otimes_B B在同构下与C-模块CsC_s进行规范地标识,其中映射γ⊗β\gamma \otimes \beta到γσ(β)\gamma \sigma(\beta)(§ 3, no. 4,命题4)并且这个对于由 ρ\rho 定义的 C⊗BBC \otimes_B B 上的右A-模结构,同构也是同构,对于由 σ∘ρ\sigma \circ \rho 定义的 C 上的右A-模结构。因此典范同构

(C⊗BB)⊗AE→C⊗AE (C \otimes_B B) \otimes_A E \to C \otimes_A E

is obtained and, composing it with 同构

C⊗B(B⊗AE)→(C⊗BB)⊗AE C \otimes_B (B \otimes_A E) \to (C \otimes_B B) \otimes_A E

之前定义,获得所需的典范同构。

如果ϕ,ϕ′\phi, \phi'和ϕ′′\phi''分别表示典范映射、E→ρ∗(E),ρ∗(E→)σ∗(ρ∗(E))E \to \rho^*(E), \rho^*(E \to) \sigma^*(\rho^*(E))和E→(σ∘ρ)∗(E)E \to (\sigma \circ \rho)^*(E),则ϕ′∘ϕ\phi' \circ \phi与命题2的典范同构下的ϕ′′\phi''进行识别。

命题 3 05QH

设A、B为两个交换环、ρ:A→B\rho : A \to B环同态,E、E'为两个A-模。存在且仅有一个 B 同态

引用了 3 · 被以下引用 3

引用了 II § 3. 。 张量积, 命题 8, II § 3, 命题 4

被以下引用 推论 2, II § 7, III § 1. 。 代数, 命题 3, III § 4

E(B)⊗BE(B)′→(E⊗AE′)(B) E_{(B)} \otimes_B E'_{(B)} \to (E \otimes_A E')_{(B)}

映射 (1⊗x)⊗(1⊗x′)(1 \otimes x) \otimes (1 \otimes x') 到 1⊗(x⊗x′)1 \otimes (x \otimes x') 为 x∈E,x′∈E′x \in E, x' \in E',*这个同态是双射*。

(5) 的左边可以写成 (B⊗AE)⊗B(B⊗AE′)(B \otimes_A E) \otimes_B (B \otimes_A E') 并用 (E⊗AB)⊗B(B⊗AE′)(E \otimes_A B) \otimes_B (B \otimes_A E') 来表示,因为 A 和 B 是可交换的;后者乘积依次识别为E⊗A(B⊗BB)⊗AE′E \otimes_A (B \otimes_B B) \otimes_A E'、E⊗A(B⊗AE′)E \otimes_A (B \otimes_A E')、E⊗A(E′⊗AB)E \otimes_A (E' \otimes_A B),最后识别(E⊗AE′)⊗AB(E \otimes_A E') \otimes_A B,使用张量积的结合性(§ 3, no. 8、命题8)、命题4, A 和 B 的 § 3, no. 4 和交换律。所需的同构是连续的典范同构中的合成。

显然如果S是E的生成的系统,则典范映射E→E(B)E \to E_{(B)}下S的像是E(B)E_{(B)}的生成的系统;特别是,如果 E 为有限生成A-模,则 E(B)E_{(B)} 是有限生成的 B-模。

命题 4 05QI

设E为A-模,承认基*(aλ)λ∈L(a_\lambda)_{\lambda \in L}; 如果ϕ:x↦1⊗x\phi : x \mapsto 1 \otimes x*是E的典范映射到*ρ∗(E)\rho^*(E),*那么*(ϕ(aλ))λ∈L(\phi(a_\lambda))_{\lambda \in L}*是*ρ∗(E)\rho^*(E)的基。 如果 ρ\rho 是单射的,那么 ϕ\phi 也是。

引用了 1 · 被以下引用 9

引用了 推论 1, II § 3

被以下引用 注, II § 10, § 5. 。标量的环的扩张, 推论, 命题 3, 推论 2, II § 7, 命题 19, II § 7, 命题 21, II § 7, 命题 1, II § 8, III § 1. 。 代数

第一个断言紧随§ 3, no. 7,推论1到命题7。此外,对于有限支撑A的元素的每个家庭(ξλ)λ∈L(\xi_\lambda)_{\lambda \in L},

ϕ(∑λ∈Lξλaλ)=∑λ∈Lρ(ξλ)ϕ(aλ) \phi \left( \sum_{\lambda \in L} \xi_\lambda a_\lambda \right) = \sum_{\lambda \in L} \rho(\xi_\lambda) \phi(a_\lambda)

因此,对于所有 λ∈L\lambda \in L,关系 ϕ(∑λ∈Lξλaλ)=0\phi \left( \sum_{\lambda \in L} \xi_\lambda a_\lambda \right) = 0 等价于 ρ(ξλ)=0\rho(\xi_\lambda) = 0,从而第二个断言。

推论 05QJ

对于每个射影 A-模 E,B-模* ρ∗(E)\rho^*(E) 都是射影。如果进一步 ρ\rho 是单射的,则 E 的典范映射到 ρ∗(E)\rho^*(E) *是单射的。

引用了 6 · 被以下引用 5

引用了 命题 7, II § 3, 命题 4, II § 1. 。 模, 命题 1, II § 1, 命题 4, II § 3, 命题 2

被以下引用 命题 12, AC I § 3, 习题 16, § 5, 命题 4, AC II § 5, 注, III § 11, 推论 2, VIII § 9

假设存在自由A-模 M 包含 E,其中 E 承认补充 F。 紧随§ 3, no. 7、命题 7,M(B)M_{(B)} 与 E(B)E_{(B)} 和 F(B)F_{(B)} 的直和等同,并且如果ϕ\phi和ψ\psi是典范映射E→E(B)E \to E_{(B)}和F→F(B)F \to F_{(B)},典范映射M→M(B)M \to M_{(B)}只是x+y↦ϕ(x)+ψ(y)x + y \mapsto \phi(x) + \psi(y)。将命题 4 应用于 A-模 M 立即得出推论。

当 E 为右A-模时,我们类似地写为 ρ∗(E)=E⊗Aρ∗(Bs)\rho^*(E) = E \otimes_A \rho_*(B_s),此时 B 被视为 (A, B) 双模,并且 ρ∗(E)\rho^*(E) 上的右B-模结构使得 (x⊗β)β′=x⊗(ββ′)(x \otimes \beta)\beta' = x \otimes (\beta\beta') 对于 β∈B′ β′∈B\beta \in B' \ \beta' \in B 和 x∈Ex \in E。我们留给读者的任务是,将右模的结果相应的说明为该编号的结果。以及以下内容。

注 (4)。考虑由 ρ\rho 定义的左A-模 ρ∗(Bs)\rho_*(B_s),对于每个左A-模 E,考虑 Z\mathbf{Z} 模块

ρ~(E)=Hom⁡A(ρ∗(Bs),E). \tilde{\rho}(E) = \operatorname{Hom}_A(\rho_*(B_s), E).
由于ρ∗(Bs)\rho_*(B_s)有右B-模结构,左B-模结构是在ρ~(E)\tilde{\rho}(E)(§ 1, no. 14)上导出的,因此,如果u∈ρ~(E)u \in \tilde{\rho}(E)和b′∈Bb' \in B,b′ub'u是同态将ρ∗(Bs)\rho_*(B_s)的b↦u(bb′)b \mapsto u(bb')转化为E。我们进一步将定义A-线性映射,称为规范
η:ρ∗(ρ~(E))→E \eta : \rho_*(\tilde{\rho}(E)) \to E
与 E 中的每个同态 u∈ρ~(E)u \in \tilde{\rho}(E) 元素 u(1)u(1) 相关联。由于 B 可以通过 ρ\rho 被视为 (A, B)-双模,因此对于每个左B-模 F,都有一个规范的 Z\mathbf{Z}-模同构
Hom⁡A(ρ∗(Bs)⊗BF,E)→Hom⁡B(F,Hom⁡A(ρ∗(Bs),E)) \operatorname{Hom}_A(\rho_*(B_s) \otimes_B F, E) \to \operatorname{Hom}_B(F, \operatorname{Hom}_A(\rho_*(B_s), E))
(§ 1, no. 1,命题1)。由于左A-模 ρ∗(Bs)⊗BF\rho^*(B_s) \otimes_B F 凭借 § 3, no. 4、命题 4 被规范地识别为 ρ∗(F)\rho_*(F),因此我们获得规范的 Z\mathbf{Z}-模块同构,即上述的逆
Hom⁡B(F,ρ~(E))→Hom⁡A(ρ∗(F),E) \operatorname{Hom}_B(F, \tilde{\rho}(E)) \to \operatorname{Hom}_A(\rho_*(F), E)
将 F 的每 B-线性映射 g 关联到 ρ~(E)\tilde{\rho}(E) 复合映射 η∘g\eta \circ g,被视为 ρ∗(F)\rho_*(F) 的 A-线性映射关联到 E。特别是,在命题 2 的假设下,如果 F 被 σ∗(Cs)\sigma_*(C_s) 替换,我们得到一个规范C-同构
σ~(ρ~(E))→(σ∘ρ)∗(E). \tilde{\sigma}(\tilde{\rho}(E)) \to (\sigma \circ \rho)^*(E).

2. 标量的环的关系介于限制和扩张之间

设ρ:A→B\rho : A \to B为环同态。对于每个左A-模 E,一个规范的 A-线性映射

ϕE:E→ρ∗(ρ∗(E)) \phi_E : E \to \rho_*(\rho^*(E))
在no. 1中定义,使得ϕE(x)=1⊗x\phi_E(x) = 1 \otimes x。我们现在考虑左B-模 F 和应用命题 1 (no. 1) 到同态 lρ∗(F):ρ∗(F)→ρ∗(F)l_{\rho_*(F)} : \rho_*(F) \to \rho_*(F):我们得到 B-线性映射

ψF:ρ∗(ρ∗(F))→F \psi_F : \rho^*(\rho_*(F)) \to F

等于 δ(lρ∗(F))\delta(l_{\rho_*(F)}) 因此,对于所有 y∈Fy \in F 和所有 β∈B\beta \in B, ψF(β⊗y)=βy\psi_F(\beta \otimes y) = \beta y。

命题 5 05QK

设E为左A-模,F为左B-模;复合映射

被以下引用 1

被以下引用 推论

ρ∗(E)→ρ∗(ϕE)ρ∗(ρ∗(ρ∗(E)))→ψρ∗(E)ρ∗(E) \rho^*(E) \xrightarrow{\rho^*(\phi_E)} \rho^*(\rho_*(\rho^*(E))) \xrightarrow{\psi_{\rho^*(E)}} \rho^*(E)
ρ∗(E)→ϕρ∗(F)ρ∗(ρ∗(ρ∗(F)))→ρ∗(ψF)ρ∗(F) \rho_*(E) \xrightarrow{\phi_{\rho_*(F)}} \rho_*(\rho^*(\rho_*(F))) \xrightarrow{\rho_*(\psi_F)} \rho_*(F)

分别等于ρ∗(E)\rho^*(E)和ρ∗(F)\rho_*(F)的恒等映射。

我们给出证明,对于例,对于(12);对于所有 x∈Ex \in E、映射 ρ∗(ϕE)\rho^*(\phi_E) 映射 1⊗x1 \otimes x 至元素 1⊗(1⊗x)1 \otimes (1 \otimes x) 和映射 ψρ∗(E)\psi_{\rho^*(E)} 映射 1⊗(1⊗x)1 \otimes (1 \otimes x) 至元素 1⊗x1 \otimes x;结论是根据形式1⊗x1 \otimes x生成B-模ρ∗(E)\rho^*(E)的元素得出;对于 (13) 来说证明更简单。

推论 05QL

映射 ρ∗(ϕE)\rho^*(\phi_E) 和 ϕρ∗(F)∗\phi_{\rho_*(F)}^* 是单射,分别是认同 ρ∗(E)\rho^*(E) 与直因子的 ρ∗(ρ∗(ρ∗(E)))\rho^*(\rho_*(\rho^*(E))) 和 ρ∗(F)\rho_*(F) 与直因子的 ρ∗(ρ∗(ρ∗(F)))\rho_*(\rho^*(\rho_*(F)))。

引用了 2

引用了 推论 2, II § 1, 命题 5

这是命题 5 和 § 1, no. 9 的推论,推论 2 到命题 15。

命题 6 05QM

设 E 为左A-模,F 右B-模。存在且仅有一个Z\mathbf{Z}-同态

引用了 2 · 被以下引用 3

引用了 命题 4, II § 3, 命题 8, II § 3

被以下引用 注, 命题 4, III § 4, 习题 10, § 5

ρ∗(F)⊗AE→F⊗Bρ∗(E) \rho_*(F) \otimes_A E \to F \otimes_B \rho^*(E)

对于所有x∈Ex \in E和所有y∈Fy \in F,映射y⊗xy \otimes x到y⊗(1⊗x)y \otimes (1 \otimes x),并且这个同态是双射的。

通过定义,(14) 的右侧为 F⊗B(B⊗AE)F \otimes_B (B \otimes_A E),其中 B 被视为 (B, A)-双模,并且在 § 3, no. 8、命题 8 中定义了规范的 Z\mathbf{Z} 同构 (F⊗BB)⊗AE→F⊗B(B⊗AE)(F \otimes_B B) \otimes_A E \to F \otimes_B (B \otimes_A E);另一方面,§ 3, no. 4、命题 4 的典范同构F→F⊗BBF \to F \otimes_B B,对于两侧的右A-模结构来说,是同构,由ρ\rho定义。 从而所需的同构。

当 A 和 B 可交换时,同构 (14) 是 A-模 同构

ρ∗(F)⊗AE→ρ∗(F⊗Bρ∗(E)). \rho_*(F) \otimes_A E \to \rho_*(F \otimes_B \rho^*(E)).

3. 扩张环同态模运营商

令 AA 为*可交换* 环、BB 环、ρ:A→B\rho : A \to B 环同态和 E,FE, F 两个 AA 模块;由于BB是一个(A,A)(A, A)双模(通过ρ\rho)并且FF可以被认为是一个(A,A)(A, A)-双模,因此在Z\mathbf{Z}-模块上有B⊗AFB \otimes_A F*两个*AA-模块结构,其下分别a(b⊗y)=(ρ(a)b)⊗ya(b \otimes y) = (\rho(a)b) \otimes y 和 a(b⊗y)=b⊗(ay)a(b \otimes y) = b \otimes (ay) 对应 a∈A, b∈B, y∈Fa \in A,\ b \in B,\ y \in F。我们将用G′G'和G′′G''来表示这样定义的两个AA模块;而且G′G'只是AA模块ρ∗(ρ∗(F))\rho_*(\rho^*(F))。

既然这样,在§ 4, no. 2、公式的典范同态的定义、公式(7)中,我们将AA的替换BB、环BB的BB模FF视为AA-模通过ρ\rho和GG通过FF视为(A,A)(A, A)双模;由于 AA 是可交换的,我们可以将获得的*规范* Z\mathbf{Z}*-同态* 写为

(15)B⊗AHom⁡A(E,F)→Hom⁡A(E,G′′). (15) \quad B \otimes_A \operatorname{Hom}_A(E, F) \to \operatorname{Hom}_A(E, G'').

另一方面 (no. 1, 公式 (2)),有一个*规范* Z\mathbf{Z}*-同构*

(16)Hom⁡A(E,G′)=Hom⁡A(E,ρ∗(ρ∗(F)))→Hom⁡B(ρ∗(E),ρ∗(F)). (16) \quad \operatorname{Hom}_A(E, G') = \operatorname{Hom}_A(E, \rho_*(\rho^*(F))) \to \operatorname{Hom}_B(\rho^*(E), \rho^*(F)).

现在假设ρ(A)\rho(A)包含在BB的*中心*中,在这种情况下,ρ\rho也被称为*中心*同态*(或者ρ\rho被称为定义一个AA*-代数*结构) BB、cf.III, § 1, no. 3)*。那么G′G'和G′′G''的AA模结构*相同*,并且组合同态(16)和(15),我们因此得到一个规范的Z\mathbf{Z}*-同态*

(17)ω:B⊗AHom⁡A(E,F)→Hom⁡B(E(B),F(B)) (17) \quad \omega : B \otimes_A \operatorname{Hom}_A(E, F) \to \operatorname{Hom}_B(E_{(B)}, F_{(B)})

其特点是,对于所有 u∈Hom⁡A(E,F)u \in \operatorname{Hom}_A(E, F) 和所有 b∈Bb \in B

(18)ω(b⊗u)=rb⊗u, (18) \quad \omega(b \otimes u) = r_b \otimes u,

其中rbr_b表示BB中右乘法乘以bb。

此外,ω\omega是*中心*同态的假设意味着(bb′)ρ(a)=bρ(a))b′(bb')\rho(a) = b\rho(a))b'对于BB和a∈Aa \in A中的b, b′b,\ b';在其他字中,BdB_d的*右*BB模块结构与其AA模块结构*相容的;因此,B⊗AHom⁡A(E,F)B \otimes_A \operatorname{Hom}_A(E, F)上的定义*右*BB*-模块*结构(§ 3, no. 4)以及F(B)=B⊗AFF_{(B)} = B \otimes_A F上,最后,由于F(B)F_{(B)}上的左和右BB-模块结构*相容的*,所以*右* BB*-模块* 结构也在 Hom⁡B(E(B),F(B))\operatorname{Hom}_B(E_{(B)}, F_{(B)}) (§ 1, no. 14) 上获得。然后立即验证(17)是这些结构的*正确*BB*-模块*同态*。

命题 7 05QN

令AA为交换环、BB环、ρ:A→B\rho : A \to B一个中央同态和E,FE, F两个AA模块。

引用了 2 · 被以下引用 1

引用了 II § 4. 。 关系张量积和同态模之间, 命题 2

被以下引用 命题 22, II § 7

(i) 如果 B 是射影(分别是*有限生成射影*)*A*-模,同态 (17) 是单射*(分别是*双射的*)。

(ii) 如果 E 是有限生成的射影 A 模,则同态* (17) 是双射。

由于 (16) 是双射,命题由 § 4, no. 2 推出。 命题 2,应用于典范同态 (15)。

4. 由扩张标量获得的模的双重

设 A、B 为两个环、ρ:A→B\rho : A \to B 环同态,E 左A-模且 E* 为对偶。我们将定义一个规范的 B-*线性* 映射

vE:(E∗)(B)→(E(B))∗. v_E : (E^*)_{(B)} \to (E_{(B)})^*.

(19) 的左侧可写为 HomA(E,A)⊗Aρ∗(Bs)\mathrm{Hom}_A(E, A) \otimes_A \rho_* (B_s),其中,在 HomA(E,A)\mathrm{Hom}_A(E, A) 中,A 被视为 (A, A) 双模。然后有一个规范的 Z\mathbf{Z} 同态 (§4§ 4, no. 2, 公式 (7))

v:HomA(E,A)⊗Aρ∗(Bs)→HomA(E,A⊗Aρ∗(Bs))=HomA(E,ρ∗(Bs)) v : \mathrm{Hom}_A(E, A) \otimes_A \rho_* (B_s) \to \mathrm{Hom}_A(E, A \otimes_A \rho_* (B_s)) = \mathrm{Hom}_A(E, \rho_* (B_s))

§3§ 3、no. 4、命题 4 的典范同构给出的标识。 另一方面,(19)的右侧可写为HomB(ρ∗(Bd)⊗AE,Bs)\mathrm{Hom}_B(\rho_* (B_d) \otimes_A E, B_s);由于 B 是 (B, A)-双模,因此存在规范的 Z\mathbf{Z} 同构 (§4§ 4, no. 1, 命题 1)

β:HomB(ρ∗(Bd)⊗AE,Bs)→HomA(E,HomB(Bs,Bs)) \beta : \mathrm{Hom}_B(\rho_* (B_d) \otimes_A E, B_s) \to \mathrm{Hom}_A(E, \mathrm{Hom}_B(B_s, B_s))

HomB(Bs,Bs)\mathrm{Hom}_B(B_s, B_s) 被规范地标识为 A-模,与 ρ∗(Bs)\rho_* (B_s)(参见no. 1、命题 1 的证明)。考虑到这些识别,我们得到同态 vEv_E;很容易验证这个同态的特征在于方程

⟨ξ⊗x,vE(x∗⊗η)⟩=ξp(⟨x,x∗⟩)η, \langle \xi \otimes x, v_E(x^* \otimes \eta) \rangle = \xi_p (\langle x, x^* \rangle) \eta,

对于 B 中的 x∈E,x∗∈E∗,ξ,ηx \in E, x^* \in E^*, \xi, \eta,这立即表明 vEv_E 是 B-*线性*。此外,对于每个 A-线性映射 u:E→Fu : E \to F 图表

(F∗)(B)→vF(F(B))∗(tu)(B)↓↓t(u(B))(E∗)(B)→vE(E(B))∗ \begin{array}{ccc} (F^*)_{(B)} & \xrightarrow{v_F} & (F_{(B)})^* \\ (tu)_{(B)} \downarrow & & \downarrow t(u_{(B)}) \\ (E^*)_{(B)} & \xrightarrow{v_E} & (E_{(B)})^* \end{array}

是可交换的。

命题 8 05QO

如果 A-模* E、ρ∗(Bs)\rho_* (B_s) 之一是射影且有限生成的,则同态 vEv_E 是双射。

引用了 1 · 被以下引用 4

引用了 命题 2, II § 4

被以下引用 命题 6, AC II § 3, 命题 2, 命题 20, II § 7, 注, III § 11

这是从上面和§ 4, no. 2、命题 2 得出的。

特别假设 E 是有限生成的自由A-模,并令 (ei)1≤i≤n(e_i)_{1 \leq i \leq n} 为 E 和 (ei∗)(e_i^*) 对偶基的基;然后(E∗)(B)(E^*)_{(B)}的典范同构(19)映射基(ei∗⊗1)(e_i^* \otimes 1)到E(B)E_{(B)}的基(1⊗ei)(1 \otimes e_i)对偶基。

5. 有限性准则

命题 9 05QP

设 B 为环,B 的 A 子环,P 为射影左A-模。那么,如果P(B)P_{(B)}是有限生成的B-模,则P本身就是有限生成A-模。

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 命题 12, II § 2

被以下引用 习题 12, § 1

我们知道(§ 2, no. 6,命题 12),存在 P 的元素的族(aλ)λ∈L(a_\lambda)_{\lambda \in L}和对偶 P* 的元素的族(aλ∗)λ∈L(a_\lambda^*)_{\lambda \in L},这样,对于所有x∈Px \in P,⟨x,aλ∗⟩\langle x, a_\lambda^* \rangle的族有限支撑和x=∑λ⟨x,aλ∗⟩aλx = \sum_\lambda \langle x, a_\lambda^* \rangle a_\lambda。由于P(B)P_{(B)}是有限生成的,因此存在P的元素的有限族(yi)i∈I(y_i)_{i \in I},使得P(B)P_{(B)}由元素1⊗yi1 \otimes y_i生成。对于每个指标 i,家庭 ⟨yi,aλ∗⟩\langle y_i, a_\lambda^* \rangle 有有限支撑。因此,存在L的有限子集 H,使得i∈Ii \in I和λ∉H\lambda \notin H有⟨yi,aλ∗⟩=0\langle y_i, a_\lambda^* \rangle = 0。自从

⟨1⊗yi,1dB⊗aλ∗⟩=⟨yi,aλ∗⟩, \langle 1 \otimes y_i, 1 d_B \otimes a_\lambda^* \rangle = \langle y_i, a_\lambda^* \rangle,
由此可知 1dB⊗aλ∗=01 d_B \otimes a_\lambda^* = 0 对应 λ∉H\lambda \notin H。因此,对于所有x∈Px \in P,
⟨x,aλ∗⟩=⟨1⊗x,1B⊗aλ∗⟩=0 \langle x, a_\lambda^* \rangle = \langle 1 \otimes x, 1_B \otimes a_\lambda^* \rangle = 0
λ∉H\lambda \notin H。这表明A-模 P 由aλa_\lambda 生成,使得λ∈H\lambda \in H。

习题

参见习题为 § 5。

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