Bourbaki

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§ 11。 余代数、乘积多重线性形式、内部乘积和对偶

在这一段中,A 是交换环,毕业程度很微不足道。对于型 N 的分级 A-模 M,M^{gr} 将表示型 N 的分级 A-模,其次数 n 的齐次元素是 A 线性形式,对于所有 k ≠ n,其在 M_k 上为零。

1. 余代数

定义 1 067H

A 上的余数 a(或 A-余数,或者如果不会引起混淆,则简称为余数 a)是集合 E,其中结构定义为: (1) E 上A-模结构; (2) A-线性映射 c: E → E ⊗_A E 称为 E 的余积。

定义 2 067I

给定两个余代数 E,E',其余积分别用c和c'表示,E到E'的态射是A-线性映射 u: E → E',使得 (1) (u⊗u)∘c=c′∘u,(u \otimes u) \circ c = c' \circ u,在其他字中,它使得A-线性映射可交换图表

E→uE′↓c↓c′E⊗AE→u⊗uE′⊗AE′ \begin{array}{ccc} E & \xrightarrow{u} & E' \\ \downarrow c & & \downarrow c' \\ E \otimes_A E & \xrightarrow{u \otimes u} & E' \otimes_A E' \end{array}
被以下引用 1

被以下引用 例

立即验证恒等映射是态射,两个态射的合成是态射,并且每个双射态射都是同构。

例 067J

(1) 典范同构 A→A⊗AAA \to A \otimes_A A (II, § 3, no. 5) 定义 A 上的 A 代数结构。

(2) 令E为余代数,cc其余积和σ\sigmaA-模E⊗AEE \otimes_A E的规范自同构,使得σ(x⊗y)=y⊗x\sigma(x \otimes y) = y \otimes x对应于x∈E,y∈Ex \in E, y \in E; A-线性映射 σ∘c\sigma \circ c 定义 E 上的新余代数结构。这样结构 E 就被称为给定余代数 E 的*相反* 余代数。

(3) 令 B 为 A-*代数*,并令 m:B⊗AB→Bm : B \otimes_A B \to B 为 A-线性映射,在 B (§ 1, no. 3) 上定义乘法。 转置tm^t m则为A-模B的对偶B∗B^*的A-线性映射转化为A-模B⊗ABB \otimes_A B的对偶(B⊗AB)∗(B \otimes_A B)^*。如果 B 也是*有限生成射影* A-模,则典范映射 μ:B∗⊗AB∗→(B⊗AB)∗\mu : B^* \otimes_A B^* \to (B \otimes_A B)^* 是 A-模同构 (II, § 4, no. 4); 映射c=μ−1∘tmc = \mu^{-1} \circ ^t m则余积在A-模的*对偶*B∗B^*上定义*余代数*结构B。

(4) 设X为集合,X的元素的形式线性组合的A(X)A^{(X)}A-模,其系数为A(II, § 1, no. 11)和(ex)x∈X(e_x)_{x \in X}典范基 A(X)A^{(X)}。 A-线性映射c:A(X)→A(X)⊗AA(X)c : A^{(X)} \to A^{(X)} \otimes_A A^{(X)}由条件c(ex)=ex⊗exc(e_x) = e_x \otimes e_x定义,因此在A(X)A^{(X)}上获得规范的余代数结构。

(5) 令M为M(§ 5, no. 1)的A-模和T(M)T(M)张量代数;到 II, § 3, no. 9 时,A-模 T(M)T(M) 中存在且仅有一个 A-线性映射 cc 进入 A-模 T(M)⊗AT(M)T(M) \otimes_A T(M),使得对于所有 n≥0n \geq 0,

c(x1x2…xn)=∑0≤p≤n(x1x2…xp)⊗(xp+1…xn) c(x_1 x_2 \ldots x_n) = \sum_{0 \leq p \leq n} (x_1 x_2 \ldots x_p) \otimes (x_{p+1} \ldots x_n)

对于所有xi∈Mx_i \in M(x1x2…xnx_1 x_2 \ldots x_n表示代数T(M)T(M)中的乘积)。因此 T(M)T(M) 被赋予 余代数 结构。

(6) 令M为A-模且S(M)S(M)是M的对称代数(§ 6, no. 1); M 到 M×MM \times M 的对角线映射 Δ:x↦(x,x)\Delta : x \mapsto (x, x) 是 A-线性映射,因此对应同态 S(Δ)S(\Delta) 到 A-代数 S(M)S(M) 到 A-代数 S(M×M)S(M \times M) (§ 6, no. 2,命题3)。另一方面,在§ 6, no. 6中,我们定义了规范分级代数同构h:S(M×M)→S(M)⊗AS(M)h : S(M \times M) \to S(M) \otimes_A S(M);因此,通过合成,我们得到 A-代数 同态

c=h∘S(Δ):S(M)→S(M)⊗AS(M), c = h \circ S(\Delta) : S(M) \to S(M) \otimes_A S(M),

因此在 S(M)S(M) 上定义一个 余代数 结构。对于所有x∈Mx \in M,通过§ 6, no. 6中给出的hh的定义、S(Δ)(x)=(x,x)S(\Delta)(x) = (x, x)和定义表明:

h((x,x))=x⊗1+1⊗x. h((x, x)) = x \otimes 1 + 1 \otimes x.

由此可见 cc 是唯一代数同态,因此,对于所有 x∈Mx \in M,

(4)

c(x)=x⊗1+1⊗x. c(x) = x \otimes 1 + 1 \otimes x.

由于cc是代数同态,因此,对于nn元素或MM的每个序列(xi)1≤i≤n(x_i)_{1 \leq i \leq n},

(5)

c(x1x2…xn)=∏i=1n(xi⊗1+1⊗xi) c(x_1 x_2 \ldots x_n) = \prod_{i=1}^n (x_i \otimes 1 + 1 \otimes x_i)
=∑(xi1…xip)⊗(xj1…xjn−p) = \sum (x_{i_1} \ldots x_{i_p}) \otimes (x_{j_1} \ldots x_{j_{n-p}})

(5) 右侧的总和覆盖严格递增的序列的所有有序对(在某些情况下为空)

i1<i2<⋯<ip,j1<j2<⋯<jn−p i_1 < i_2 < \cdots < i_p, \quad j_1 < j_2 < \cdots < j_{n-p}

{1,n}\{1, n\}的元素,其元素的集合互补。 元素 c(x1x2…xn)c(x_1 x_2 \ldots x_n) 是 S(M)⊗AS(M)S(M) \otimes_A S(M) 中 总计次数 nn 的元素,其二度 (p,n−p)(p, n-p) 的分量为

(6)

∑σ(xσ(1)…xσ(p))⊗(xσ(p+1)…xσ(n)) \sum_{\sigma} (x_{\sigma(1)} \ldots x_{\sigma(p)}) \otimes (x_{\sigma(p+1)} \ldots x_{\sigma(n)})

其中对所有置换 σ∈Sn\sigma \in S_n 进行求和,即每个间隔 {1,p}\{1, p\} 和 {p+1,n}\{p+1, n\} 中的 递增。

(7) 令MM为AA模,并继续处理外部代数Λ(M)\Lambda(M),如*例* 6中的S(M)S(M)一样;这次将 AA-代数 Λ(M)\Lambda(M) 的对角线映射 Δ:M→M×M\Delta : M \to M \times M 定义同态 Λ(Δ)\Lambda(\Delta) 引入AA-代数 Λ(M×M)\Lambda(M \times M) (§ 7, no. 2, 命题 2);另一方面,有一个规范的分级代数同构

h:Λ(M×M)→Λ(M)g⊗AΛ(M) h : \Lambda(M \times M) \to \Lambda(M)^g \otimes_A \Lambda(M)

(§ 7, no. 7, 命题 10), 从而到合成有一个 代数 同态 c=h∘Λ(Δ):Λ(M)→Λ(M)g⊗AΛ(M)c = h \circ \Lambda(\Delta) : \Lambda(M) \to \Lambda(M)^g \otimes_A \Lambda(M),它可以被视为AA-模块同态 Λ(M)→Λ(M)⊗AΛ(M)\Lambda(M) \to \Lambda(M) \otimes_A \Lambda(M),因此定义位于Λ(M)\Lambda(M)一个*余代数*结构。可以如*例* 6 中那样证明cc 是唯一代数同态,这样,对于所有x∈Mx \in M,

(7)

c(x)=x⊗1+1⊗x, c(x) = x \otimes 1 + 1 \otimes x,

从而,对于MM的元素的每个序列(xi)1≤i≤n(x_i)_{1 \leq i \leq n},

c(x1∧x2∧⋯∧xn)=(x1⊗1+1⊗x1)∧…∧(xn⊗1+1⊗xn) c(x_1 \wedge x_2 \wedge \cdots \wedge x_n) = (x_1 \otimes 1 + 1 \otimes x_1) \wedge \ldots \wedge (x_n \otimes 1 + 1 \otimes x_n)
其中右侧的乘积取自代数
⋀(M)g⊗A⋀(M); \bigwedge(M)^{\mathfrak{g}} \otimes_A \bigwedge(M);
对于计算这个乘积,考虑,对于严格递增的序列i1<i2<⋯<ip, j1<j2<⋯<jn−pi_1 < i_2 < \cdots < i_p,\ j_1 < j_2 < \cdots < j_{n-p}、[1,n][1, n]的元素的每个有序对,其元素的集合互补,乘积 y1y2…yny_1 y_2 \ldots y_n,其中yih=xih⊗1y_{i_h} = x_{i_h} \otimes 1 (1≤h≤p1 \leq h \leq p) 和yjk=1⊗xjky_{j_k} = 1 \otimes x_{j_k} (1≤k≤n−p1 \leq k \leq n - p) 以及和取代了所有这些乘积。由于分级代数⋀(M)g⊗A⋀(M)\bigwedge(M)^{\mathfrak{g}} \otimes_A \bigwedge(M)是反交换的,元素xi⊗1x_i \otimes 1和1⊗xi1 \otimes x_i总共次数1,由§ 4, no. 6,引理3和引理1组成,
(8)c(x1∧x2∧⋯∧xn)(8)\quad c(x_1 \wedge x_2 \wedge \cdots \wedge x_n)
=∑(−1)v(xi1∧⋯∧xip)⊗(xj1∧⋯∧xjn−p) = \sum (-1)^v (x_{i_1} \wedge \cdots \wedge x_{i_p}) \otimes (x_{j_1} \wedge \cdots \wedge x_{j_{n-p}})
vv是有序对(h,k)(h, k)的数,使得jk<ihj_k < i_h并且求和与(5)中相同的集合相同。 元素 c(x1∧⋯∧xn)c(x_1 \wedge \cdots \wedge x_n) 是 ⋀(M)g⊗A⋀(M)\bigwedge(M)^{\mathfrak{g}} \otimes_A \bigwedge(M) 中*总计次数* nn,其二度 (p,n−p)(p, n - p) 的齐次分量等于
(9)∑σεσ(xσ(1)∧⋯∧xσ(p))⊗(xσ(p+1)∧⋯∧xσ(n))(9)\quad \sum_{\sigma} \varepsilon_\sigma (x_{\sigma(1)} \wedge \cdots \wedge x_{\sigma(p)}) \otimes (x_{\sigma(p+1)} \wedge \cdots \wedge x_{\sigma(n)})
对置换 σ∈Sn\sigma \in S_n 进行求和,每个区间*递增*[1,p][1, p] 和 [p+1,n][p + 1, n]。

当将来我们将A(x),T(M),S(M)A^{(x)}, T(M), S(M)或⋀(M)\bigwedge(M)称为*余代数*时,我们的意思是,另外提到的除非,而余代数结构分别定义在*例* 4、5、6和7中。

(8) 设E,FE, F为两个AA代数,c,c′c, c'分别为余积。让τ:(E⊗AE)⊗A(F⊗AF)→(E⊗AF)⊗A(E⊗AF)\tau : (E \otimes_A E) \otimes_A (F \otimes_A F) \to (E \otimes_A F) \otimes_A (E \otimes_A F)表示结合性同构,使得τ((x⊗x′)⊗(y⊗y′))=(x⊗y)⊗(x′⊗y′)\tau((x \otimes x') \otimes (y \otimes y')) = (x \otimes y) \otimes (x' \otimes y')代表EE中的x,x′x, x',以及FF中的y,y′y, y'。然后复合线性映射

E⊗AF→c⊗c′(E⊗AE)⊗A(F⊗AF)→τ(E⊗AF)⊗A(E⊗AF) E \otimes_A F \xrightarrow{c \otimes c'} (E \otimes_A E) \otimes_A (F \otimes_A F) \xrightarrow{\tau} (E \otimes_A F) \otimes_A (E \otimes_A F)
AA模块E⊗AFE \otimes_A F上的定义余代数结构,称为余代数EE和FF的*张量积*。

令 EE 为余代数且 Δ\Delta 为可交换幺半群。如果 cc 是分级的次数 OO 的分级同态,则 AA 模块 EE 上的分级 (Eλ)λ∈Δ(E_\lambda)_{\lambda \in \Delta} 据说与余积* cc EE 相容的AA-模块EE进入分级AA-模块(型Δ\Delta)E⊗AEE \otimes_A E,在其他字(II, § 11, no. 5)如果

(10)c(Eλ)⊂∑μ+ν=λEμ⊗AEν.(10)\quad c(E_\lambda) \subset \sum_{\mu + \nu = \lambda} E_\mu \otimes_A E_\nu.

在下文中,我们最常关注极限与余积兼容的型N\mathbf{N}的毕业;具有此类分级的 cogebrà 也称为*分级 cogebrà*。如果 F 是另一个分级余数,则 分级余数态射 ϕ:E→F\phi : E \to F 由定义得到一个余数态射 (定义 2),它也是次数* 0 的分级余数同态* 0 A-模。

引用了 13 · 被以下引用 1

引用了 II § 3. 。 张量积, II § 4. 。 关系张量积和同态模之间, III § 1. 。 代数, II § 1. 。 模, III § 5. 。 张量代数、张量, III § 6. 。对称代数, 命题 3, III § 6, 命题 2, III § 7, 命题 10, III § 7, 引理 1, III § 4, 引理 3, III § 4, II § 11. 。分级为模和环, 定义 2

被以下引用 例

例 067K

(9) 上述定义的余代数、T(M)T(M)、S(M)S(M)、Λ(M)\Lambda(M)分级为余代数,为直接的。

被以下引用 1

被以下引用 命题 2

2. 共关联性,共交换性,余单位

令 E 为余代数,cc其余积、N、N′N'、N′′N''三个A-模和mm是N×N′N \times N'到N′′N''的双线性映射。让m~:N⊗AN′→N′′\tilde{m} : N \otimes_A N' \to N''表示A-线性映射相应的到mm。如果u:E→Nu : E \to N、v:E→N′v : E \to N'是两个A-线性映射,我们推导出A-线性映射u⊗v:E⊗AE→N⊗AN′u \otimes v : E \otimes_A E \to N \otimes_A N'以及E的复合A-线性映射到N′′N'':

m(u,v):E→cE⊗AE→u⊗vN⊗AN′→m~N′′. m(u, v) : E \xrightarrow{c} E \otimes_A E \xrightarrow{u \otimes v} N \otimes_A N' \xrightarrow{\tilde{m}} N''.

显然,我们已经定义了HomA(E,N)×HomA(E,N′)\mathrm{Hom}_A(E, N) \times \mathrm{Hom}_A(E, N')到HomA(E,N′′)\mathrm{Hom}_A(E, N'')的A双线性映射(u,v)↦m(u,v)(u, v) \mapsto m(u, v)。

当E是分级代数时,N,N′N',N′′N''将相同型的A-模分级,并将m~\tilde{m}将N⊗AN′N \otimes_A N'的次数k的同态分级为N′′N'',则,如果uu (分别vv)是次数pp的分级同态(分别qq),m(u,v)m(u, v)是次数p+q+kp + q + k的分级同态。

例 067L

(1) 取E为分级余数T(M)T(M)(no. 1),并假设N、N′N'、N′′N''具有平凡的分级。将次数的同态、T(M)T(M)的−p-p分级为N(分别为N′N'、N′′N''),然后将对应分级为MpM^p的多线性映射为N(分别为N′N'、 N′′N'')。给定一个多线性映射 u:Mp→Nu : M^p \to N 和一个多线性映射 v:Mq→N′v : M^q \to N',上面的方法允许我们推导出一个多线性映射 m(u,v):Mp+q→N′′m(u, v) : M^{p+q} \to N'',称为 乘积 (相对于 mm) uu 和 vv。 公式 (3) (no. 1) 和 (11) 表明,对于 M 中的 x1,…,xp+qx_1, \ldots, x_{p+q},

(m(u,v))(x1,…,xp+q)=m(u(x1,…,xp),v(xp+1,…,xp+q)). (m(u, v))(x_1, \ldots, x_{p+q}) = m(u(x_1, \ldots, x_p), v(x_{p+1}, \ldots, x_{p+q})).

(2) 取E为分级代数S(M)S(M)(no. 1),对N、N′N'、N′′N''保持相同的假设。将次数的同态、S(M)S(M)的−p-p分级为N,然后将对应分级为MpM^p的*对称多线性映射*到N(§ 6, no. 3)。然后,我们从对称多线性映射 u:Mp→Nu : M^p \to N 和对称多线性映射 v:Mq→N′v : M^q \to N' 导出对称多线性映射 m(u,v):Mp+q→N′′m(u, v) : M^{p+q} \to N'',也用 u.mvu._m v (甚至u.vu.v)表示(以避免混淆),并称为 对称uu和vv的乘积(相对于mm)。 公式 (6) (no. 1) 和 (11) 表明,对于 M 中的 x1,…,xp+qx_1, \ldots, x_{p+q},

(u⋅mv)(x1,…,xp+q)=∑σm(u(xσ(1),…,xσ(p)),v(xσ(p+1),…,xσ(p+q)))(u \cdot_m v)(x_1, \ldots, x_{p+q}) = \sum_\sigma m(u(x_{\sigma(1)}, \ldots, x_{\sigma(p)}), v(x_{\sigma(p+1)}, \ldots, x_{\sigma(p+q)}))

对置换 σ∈Sp+q\sigma \in \mathfrak{S}_{p+q} 进行求和,在[1,p][1, p] 和 [p+1,p+q][p+1, p+q] 的每个区间上为递增。

(3) 取E为分级余代数⋀(M)\bigwedge(M)(no. 1)。然后我们从交错的多重线性映射 u:Mp→Nu : M^p \to N 和交错的多重线性映射 v:Mq→N′v : M^q \to N' 交错的多重线性映射 m(u,v):Mp+q→N′′m(u, v) : M^{p+q} \to N'' 类似地推导,也表示为 u∧mvu \wedge_m v 或u∧vu \wedge v并称为uu和vv的*交错的乘积*(相对于mm)。 公式 (9) (no. 1) 和 (11) 在这种情况下表明,对于 MM 中的 x1,…,xp+qx_1, \ldots, x_{p+q},

(u∧mv)(x1,…,xp+q)=∑σεσm(u(xσ(1),…,xσ(p)),v(xσ(p+1),…,xσ(p+q)))(u \wedge_m v)(x_1, \ldots, x_{p+q}) = \sum_\sigma \varepsilon_\sigma m(u(x_{\sigma(1)}, \ldots, x_{\sigma(p)}), v(x_{\sigma(p+1)}, \ldots, x_{\sigma(p+q)}))

再次对置换σ∈Sp+q\sigma \in \mathfrak{S}_{p+q}求和,在[1,p][1, p]和[p+1,p+q][p+1, p+q]的每个区间上,递增。

我们回到E是任意分级的余代数(型N)的情况,并假设三个模N,N',N''都等于型Z\mathbf{Z},映射的*分级A-代数*B的基础A-模 mm在B中为乘法,因此m~:B⊗AB→B\tilde{m} : B \otimes_A B \to B是次数0的分级A-线性映射。因此,在分级A-模HomgrA(E,B)=C\mathrm{Homgr}_A(E, B) = C上获得*分级A-代数*结构。

特别是,假设B=AB = A(具有简单的分级),因此HomgrA(E,A)\mathrm{Homgr}_A(E, A)是*分级对偶*E∗grE^{*gr},因此具有分级A-代数结构。

令 F 为另一个,分级为余代数 c′c',其余积和 ϕ:E→F\phi : E \to F 分级为余代数态射 (no. 1);那么规范分级态射

ϕ~=Hom(ϕ,1B):HomgrA(F,B)→HomgrA(E,B)\tilde{\phi} = \mathrm{Hom}(\phi, 1_B) : \mathrm{Homgr}_A(F, B) \to \mathrm{Homgr}_A(E, B)

是*分级代数同态*。对于HomgrA(F,B)\mathrm{Homgr}_A(F, B)和x∈Ex \in E中的u,vu, v,

(ϕ~(uv))(x)=(uv)(ϕ(x))=m((u⊗v)(c′(ϕ(x)))).(\tilde{\phi}(uv))(x) = (uv)(\phi(x)) = m((u \otimes v)(c'(\phi(x)))).

但到假设c′(ϕ(x))=(ϕ⊗ϕ)(c(x))c'(\phi(x)) = (\phi \otimes \phi)(c(x)),因此

(u⊗v)(c′((x)))=(ϕ~(u)⊗ϕ~(v))(c(x))(u \otimes v)(c'((x))) = (\tilde{\phi}(u) \otimes \tilde{\phi}(v))(c(x))

因此ϕ~(uv)=ϕ~(u)ϕ~(v)\tilde{\phi}(uv) = \tilde{\phi}(u)\tilde{\phi}(v),这证明了我们的断言。

特别地,分级转置tϕ:F∗gr→E∗gr^t\phi : F^{*gr} \to E^{*gr}是分级代数同态。

引用了 1

引用了 III § 6. 。对称代数

注 067M

假设EpE_p是有限生成的射影AA模块,因此可以规范地识别分级的AA模块(E⊗AE)∗gr(E \otimes_A E)^{*gr}和E∗gr⊗AE∗grE^{*gr} \otimes_A E^{*gr}(II, § 4, no. 4,推论1到命题4)。如果AA-模块A⊗AAA \otimes_A A和AA也被规范地识别(II, § 3, no. 4),线性映射E∗gr⊗AE∗gr→E∗grE^{*gr} \otimes_A E^{*gr} \to E^{*gr},其中E∗grE^{*gr}中的定义乘法可以称为分级的转置余积cc。

引用了 3

引用了 II § 3. 。 张量积, 推论 1, II § 4, 命题 4

命题 1 067N

令 EE 大于AA 余代数。在阶中,对于每个结合律 AA-代数 BB,AA-代数 HomA(E,B)\mathrm{Hom}_A(E, B) 都是结合律,余积 c:E→E⊗AEc : E \to E \otimes_A E 满足图表* 是充分必要的

E→cE⊗AE↓c↓lE⊗cE⊗AE→c⊗lEE⊗AE⊗AE \begin{array}{ccc} E & \xrightarrow{c} & E \otimes_A E \\ \downarrow c & & \downarrow l_E \otimes c \\ E \otimes_A E & \xrightarrow{c \otimes l_E} & E \otimes_A E \otimes_A E \end{array}

可交换。

被以下引用 1

被以下引用 § 11. 。 余代数、乘积多重线性形式、内部乘积和对偶

令 BB 为 AA 代数和 u,v,wu, v, w C=HomA(E,B)C = \mathrm{Hom}_A(E, B) 的三个元素。让m3m_3表示AA-线性映射B⊗AB⊗AB→BB \otimes_A B \otimes_A B \to B,其中映射b⊗b′⊗b′′b \otimes b' \otimes b''到bb′b′′bb'b''。通过代数 CC 上的乘积定义,(uv)w(uv)w 是合成映射

E→cE⊗E→c⊗1EE⊗E⊗E→u⊗v⊗wB⊗B⊗B→m3B E \xrightarrow{c} E \otimes E \xrightarrow{c \otimes 1_E} E \otimes E \otimes E \xrightarrow{u \otimes v \otimes w} B \otimes B \otimes B \xrightarrow{m_3} B

而u(vw)u(vw)是复合映射

E→cE⊗E→lE⊗cE⊗E⊗E→u⊗v⊗wB⊗B⊗B→m3B. E \xrightarrow{c} E \otimes E \xrightarrow{l_E \otimes c} E \otimes E \otimes E \xrightarrow{u \otimes v \otimes w} B \otimes B \otimes B \xrightarrow{m_3} B.

由此可知,如果图表 (12) 是可交换的,则对于每个结合律 AA-代数 BB,代数 HomA(E,B)\mathrm{Hom}_A(E, B) 都是结合律。 为了建立逆命题,只需证明存在一个关联的 AA-代数 BB 和 EE 到 BB 的三个AA-线性映射 u,v,wu, v, w,使得 E⊗E⊗EE \otimes E \otimes E 的映射 m3∘(u⊗v⊗w)m_3 \circ (u \otimes v \otimes w) 到BB 是单射的。 将BB作为AA-代数T(E)\mathscr{T}(E)并将EE的u,v,wu, v, w典范映射代入T(E)\mathscr{T}(E)。 映射 m3∘(u⊗v⊗w)m_3 \circ (u \otimes v \otimes w) 那么典范映射 E⊗E⊗E=T3(E)→T(E)E \otimes E \otimes E = \mathscr{T}^3(E) \to \mathscr{T}(E),它是单射的。

当余代数EE满足条件或命题1时,称为共结合。

例 067O

(4)立即验证余代数AA(no. 1,例(1))余代数A(X)A^{(X)}(no. 1,例4)和余代数T(M)\mathscr{T}(M)(no. 1, 例 5) 是共联想的。如果 BB 是结合性 AA-代数,它是有限生成的射影 AA-模,则余代数 B∗B^* (no. 1, 例 3) 是共结合的:对于交换律 of 图表 (12) 则如下通过从图表转置,表达BB(§ 1, no. 3)的结合性。相反,相同的论证以及 A-模 B 与其双元(II, § 2, no. 7,推论 4 到命题 13)的规范标识表明,如果余代数 B* 是共结合的,则代数 B 是结合的。最后,余代数 S(M) 和 Λ(M)\Lambda(M) (no. 1、例 6 和 7) 是共结合的;这是从交换律到图表得出的

M→ΔM×M↓↓1M×ΔM×M→Δ×1MM×M×M \begin{array}{ccc} M & \xrightarrow{\Delta} & M \times M \\ \downarrow & & \downarrow 1_M \times \Delta \\ M \times M & \xrightarrow{\Delta \times 1_M} & M \times M \times M \end{array}

S(M) (§ 6, no. 2) 和 Λ(M)\Lambda(M) (§ 7, no. 2) 的函子性质,给出相应的可交换图表

{S(M)→S(Δ)S(M×M)↓S(Δ)↓S(ΔM×1)S(M×M)→S(Δ×1M)S(M×M×M) \left\{ \begin{array}{ccc} S(M) & \xrightarrow{S(\Delta)} & S(M \times M) \\ \downarrow S(\Delta) & & \downarrow S(\Delta_M \times 1) \\ S(M \times M) & \xrightarrow{S(\Delta \times 1_M)} & S(M \times M \times M) \end{array} \right.
{Λ(M)→Λ(Δ)Λ(M×M)↓Λ(Δ)↓Λ(1M×Δ)Λ(M×M)→Λ(Δ×1M)Λ(M×M×M) \left\{ \begin{array}{ccc} \Lambda(M) & \xrightarrow{\Lambda(\Delta)} & \Lambda(M \times M) \\ \downarrow \Lambda(\Delta) & & \downarrow \Lambda(1_M \times \Delta) \\ \Lambda(M \times M) & \xrightarrow{\Lambda(\Delta \times 1_M)} & \Lambda(M \times M \times M) \end{array} \right.

以及典范同构对于直和(§ 6, no. 6和§ 7, no. 7)的对称和外部代数的存在性和函子性。

引用了 7 · 被以下引用 1

引用了 推论 4, II § 2, III § 1. 。 代数, 例, 例, 命题 13, III § 6. 。对称代数, III § 7. 。外观代数

被以下引用 例

命题 2 067P

设 E 大于 A 余代数。在阶中,对于每个可交换的 A-代数 B,A-代数 HomA(E,B)\mathrm{Hom}_A(E, B) 是可交换的,余积 c:E→E⊗AEc : E \to E \otimes_A E 满足图表* 是充分必要的

引用了 4 · 被以下引用 2

引用了 例, 推论 5, II § 3, 命题 7, 命题 9, III § 6

被以下引用 § 11. 。 余代数、乘积多重线性形式、内部乘积和对偶, 命题 6

E↙c↘cE⊗AE→σE⊗AE \begin{array}{ccc} E & & \\ & \swarrow_c & \searrow_c \\ E \otimes_A E & \xrightarrow{\sigma} & E \otimes_A E \end{array}

(其中σ\sigma是对称性同态,使得σ(x⊗y)=y⊗x\sigma(x \otimes y) = y \otimes x)是*可交换的*(在其他字中,余代数E与其相反*相同*(no. 1,例2)就足够了。

设B是C=HomA(E,B)C = \mathrm{Hom}_A(E, B)的可交换A-代数和u,vu, v两个元素。

通过C中乘积的定义,uvuv和vuvu分别等于合成映射

E→cE⊗E→u⊗vB⊗B→mB E \xrightarrow{c} E \otimes E \xrightarrow{u \otimes v} B \otimes B \xrightarrow{m} B

和

E→cE⊗E→v⊗uB⊗B→mB. E \xrightarrow{c} E \otimes E \xrightarrow{v \otimes u} B \otimes B \xrightarrow{m} B.

由此可见,如果图表 (15) 是可交换的代数 HomA(E,B)\mathrm{Hom}_A(E, B) 对于每个可交换的 A-代数 B 都是可交换的。要建立逆命题,只需证明存在一个可交换的 A-代数 B 和两个 E 的 A-线性映射 u,vu, v 到B 使得 m∘(u⊗v):E⊗E→Bm \circ (u \otimes v): E \otimes E \to B 是单射的。取 B 为 E 的典范映射 E⊕E→S(E⊕E)E \oplus E \to S(E \oplus E) 和映射 x↦(x,0)x \mapsto (x, 0)(分别为 x↦(0,x)x \mapsto (0, x))的代数 S(E⊕E)S(E \oplus E) 和 uu(分别为 vv)合成代入 E⊕EE \oplus E。如果h:S(E)⊗S(E)→S(E⊗E)h: S(E) \otimes S(E) \to S(E \otimes E)是典范同构(§ 6, no. 6,命题9)并且λ:E→S(E)\lambda: E \to S(E)是典范映射,则h−1∘m∘(u⊗v)=λ⊗λh^{-1} \circ m \circ (u \otimes v) = \lambda \otimes \lambda。现在λ⊗λ\lambda \otimes \lambda是单射的,因为λ(E)\lambda(E)是S(E)S(E)的直因子(II, § 3, no. 7,推论5到命题7)。

当余代数 E 满足条件或命题 2 时,称其为共交换的。

例 067Q

(5) It is immediate that the cogebra A (no. 1, Example 1) and the cogebra A(X)A^{(X)} (II, § 11, no. 1, Example 4) are cocommutative. 由no. 1的公式(5)可知余代数S(M)S(M)是互交换的。 最后,对于 A-代数 B 使得 A-模 B 是射影的,且有限生成有性质,且余代数 B∗B^* (no. 1, 例 3) 是可交换的,则 B 是可交换的充分必要;对于(使用 A-模 B 及其双数 (II, § 2, no. 7) 的规范标识),这是因为图表 (14) 的交换律通过转置等价于表示 B (§ 1, no. 3) 的交换律的图表。

引用了 3 · 被以下引用 5

引用了 II § 2. 。 模线性映射。二元性, III § 1. 。 代数, 例

被以下引用 § 11. 。 余代数、乘积多重线性形式、内部乘积和对偶, 习题 1, § 11, 例, 例, LIE IX § 6. 。集成紧李群

命题 3 067R

设 E 在 A 上余代数。在阶中,对于每个单位A-代数 B,A-代数 HomA(E,B)\mathrm{Hom}_A(E, B) 是单位,在 E 上存在线性形式 γ\gamma 是充分必要的,呈现可交换的图表

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 命题 4, II § 3

被以下引用 § 11. 。 余代数、乘积多重线性形式、内部乘积和对偶

E→cE⊗AE↓γ⊗1EA⊗AE \begin{array}{ccc} E & \xrightarrow{c} & E \otimes_A E \\ & & \downarrow \gamma \otimes 1_E \\ & & A \otimes_A E \end{array}
h′h'
E→cE⊗AE↓1E⊗γE⊗AA \begin{array}{ccc} E & \xrightarrow{c} & E \otimes_A E \\ & & \downarrow 1_E \otimes \gamma \\ & & E \otimes_A A \end{array}
h′′h''

其中c:E→E⊗AEc: E \to E \otimes_A E是余积和h′h'和h′′h''典范同构

(II, § 3, no. 4,命题4)。 *HomA_A(E, B) 的 *单位 则为线性映射 x ↦\mapsto γ(x)1\gamma(x)1(其中 1 表示 B 的单位元)。

令 γ\gamma 为线性形式,在 E 渲染图表 (16) 上可交换。设 B 为单位元 1、η:A→B\eta:A \to B 典范映射和 v=η∘γv = \eta \circ \gamma 元素且 A-代数 C = HomA_A(E, B) 的单位A-代数。对于每个元素 u∈Cu \in C,uvuv 是复合映射

(17)E→cE⊗E→1E⊗γE⊗A→u⊗ηB⊗B→mB. \text{(17)} \quad E \xrightarrow{c} E \otimes E \xrightarrow{1_E \otimes \gamma} E \otimes A \xrightarrow{u \otimes \eta} B \otimes B \xrightarrow{m} B.

然后uv=m∘(u⊗η)∘h′′=uuv = m \circ (u \otimes \eta) \circ h'' = u。同样可以证明vu=uvu = u,因此vv是C的单位元。相反,让A-模 A ⊕\oplus E 被赋予单位代数结构,使得(a,x)(a′,x′)=(aa′,ax′+a′x)(a, x)(a', x') = (aa', ax' + a'x)代表A中的a,a′a, a'和E中的x,x′x, x'。令B表示由此定义的A-代数,并令C为A-代数坎A_A(E,B)。假设C是单位的,并令e:x↦(γ(x),λ(x))e:x \mapsto (\gamma(x), \lambda(x))为其单位元(其中γ(x)∈A\gamma(x) \in A和λ(x)∈E\lambda(x) \in E)。另一方面,令 ff 为 C 的元素 x↦(0,x)x \mapsto (0, x)。 直接的计算可知fefe为元素

x↦(0,(h′′)−1((1E⊗γ)(c(x)))) x \mapsto (0, (h'')^{-1}((1_E \otimes \gamma)(c(x))))

C。 条件fe=ffe = f蕴含(16)的第二个图表的交换律,类似地可以看出条件ef=fef = f蕴涵(16)的第一个图表的交换律。

线性形式γ\gamma在E渲染图表(16)上交换称为余代数E的*余单位*。余代数承认*至多一个*余单位:因为它是代数HomA_A(E,A)的单位元。 余代数与余单位称为 counital。

例 067S

(6) 恒等映射是余代数A中的余单位;在余代数 A(X)^{(X)} (no. 1, 例 4) 线性形式 γ\gamma,使得所有x∈Xx \in X的γ(ex)=1\gamma(e_x) = 1为余单位。在余代数 T(M)(分别为 S(M)、Λ(M)\Lambda(M))线性形式 γ\gamma,使得 γ(1)=1\gamma(1) = 1 和 γ(z)=0\gamma(z) = 0 对于 zz 在 Tn(M)T^n(M)(分别为 Sn(M)S^n(M)、Λn(M)\Lambda^n(M)) n≥1n \geq 1 是余单位。最后,令 B 为 A-代数,它是有限生成的射影 A-模,并且有单位元 ee;那么余代数 B* (no. 1, 例 3) 线性形式 γ:x∗↦⟨e,x∗⟩\gamma: x^* \mapsto \langle e, x^* \rangle 是余单位,因为这个形式只是 A 的 A-线性映射 ηe:ξ↦ξe\eta_e: \xi \mapsto \xi e 的转置到 B 并通过转置图表 (16) 的交换律源自图表,它表达(使用ηe\eta_e)ee是B (§ 1, no. 3)的单位元;同样的论点还表明,相反,如果余代数 B* 承认 B 的余单位 γ\gamma、γ\gamma 定义单位元 e=tγ(1)e = t_\gamma(1) 的转置。

引用了 2 · 被以下引用 3

引用了 III § 1. 。 代数, 例

被以下引用 习题 23, § 11, 例, 例

命题 4 067T

设E为余代数,承认余单位γ\gamma,并假设E中存在元素 e,使得γ(e)=1\gamma(e) = 1;则 E 是子 A 模块 Ae 的直和和 Eγ=Ker(γ)E_{\gamma} = \mathrm{Ker}(\gamma) 和

被以下引用 2

被以下引用 注, 命题 5

(18){c(e)≡e⊗e(modEγ⊗Eγ)c(x)≡x⊗e+e⊗x(modEγ⊗Eγ)for all x∈Eγ. \text{(18)} \quad \begin{cases} c(e) \equiv e \otimes e \pmod{E_{\gamma} \otimes E_{\gamma}} \\ c(x) \equiv x \otimes e + e \otimes x \pmod{E_{\gamma} \otimes E_{\gamma}} & \text{for all } x \in E_{\gamma}. \end{cases}

第一个断言是直接的,因为γ(x−γ(x)e)=0\gamma(x - \gamma(x)e) = 0和关系γ(αe)=0\gamma(\alpha e) = 0意味着α=0\alpha = 0。设c(e)=∑isi⊗tic(e) = \sum_i s_i \otimes t_i,这样

e=∑iγ(si)ti=∑iγ(ti)si e = \sum_i \gamma(s_i)t_i = \sum_i \gamma(t_i)s_i
由 (16) 和1=γ(e)=∑iγ(si)γ(ti)1 = \gamma(e) = \sum_i \gamma(s_i)\gamma(t_i)。因此
∑i(si−γ(si)e)⊗(ti−γ(ti)e)=∑isi⊗ti−∑ie⊗γ(si)ti−∑iγ(ti)si⊗e+∑iγ(si)e⊗γ(ti)e \sum_i (s_i - \gamma(s_i)e) \otimes (t_i - \gamma(t_i)e) = \sum_i s_i \otimes t_i - \sum_i e \otimes \gamma(s_i)t_i \\ - \sum_i \gamma(t_i)s_i \otimes e \\ + \sum_i \gamma(s_i)e \otimes \gamma(t_i)e
根据上面的关系,就是c(e)−e⊗ec(e) - e \otimes e;因此这证明了(18)的第一个关系。另一方面,E⊗EE \otimes E的分解为直和
A(e⊗e)⊕((Ae)⊗Eγ)⊕(Eγ⊗(Ae))⊕(Eγ⊗Eγ) A(e \otimes e) \oplus ((Ae) \otimes E_\gamma) \oplus (E_\gamma \otimes (Ae)) \oplus (E_\gamma \otimes E_\gamma)
允许我们写,对于x∈Eγx \in E_\gamma,c(x)=λ(e⊗e)+(e⊗y)+z⊗e)+uc(x) = \lambda(e \otimes e) + (e \otimes y) + z \otimes e) + u,其中u=∑jvj⊗wj,y,zu = \sum_j v_j \otimes w_j, y, z以及vjv_j和wjw_j属于到EγE_\gamma。 余单位γ\gamma的定义则给出x=λe+y=λe+zx = \lambda e + y = \lambda e + z,并且作为γ(x)=0\gamma(x) = 0,必然λ=0,x=y=z\lambda = 0, x = y = z,从而(18)的第二个关系。

注 067U

令 C 为单位共联想 A 余代数,B 为单位联想 A-代数,M 左B-模。 B×MB \times M 到 M 定义的 A 双线性映射 (b,m)↦bm(b, m) \mapsto bm A 双线性映射

Hom⁡A(C,B)×Hom⁡A(C,M)→Hom⁡A(C,M) \operatorname{Hom}_A(C, B) \times \operatorname{Hom}_A(C, M) \to \operatorname{Hom}_A(C, M)
通过本号开头描述的一般程序。立即验证,这个映射定义在Hom⁡A(C,M)\operatorname{Hom}_A(C, M)左模结构超过了环Hom⁡A(C,B)\operatorname{Hom}_A(C, B)。

3. 余代数型 N 的性能

命题 5 067V

(i) *令 E 为余代数录取余单位 γ\gamma;那么 γ\gamma 是次数 0 的齐次线性形式。

引用了 2 · 被以下引用 2

引用了 注, II § 1, 命题 4

被以下引用 命题 10, 命题 9

(ii) 进一步假设存在元素e∈Ee \in E使得E0=AeE_0 = Ae和γ(e)=1\gamma(e) = 1。那么γ\gamma的核EγE_\gamma等于E+=∑n≥1EnE_+ = \sum_{n \geq 1} E_n、c(e)=e⊗ec(e) = e \otimes e并且

c(x)≡x⊗e+e⊗x (mod. E+⊗E+) c(x) \equiv x \otimes e + e \otimes x \ (\text{mod. } E_+ \otimes E_+)
对于所有人x∈E+x \in E_+。

(i) 足以验证γ(x)=0\gamma(x) = 0对于x∈Enx \in E_n,对于所有n≥1n \geq 1。由于 cc 是次数 0 的分级同态,

c(x)=∑0≤j≤n(∑iyij⊗zi,n−j) c(x) = \sum_{0 \leq j \leq n} \left( \sum_i y_{ij} \otimes z_{i, n-j} \right)

对于所有jj,使得EjE_j中有0≤j≤n0 \leq j \leq n、yijy_{ij}和zijz_{ij}; 应用 (16) (no. 2) 我们得到

x=∑0≤j≤n(∑iγ(yij)zi,n−j)=∑0≤j≤n(∑iγ(zi,n−j)yij), x = \sum_{0 \leq j \leq n} \left( \sum_i \gamma(y_{ij}) z_{i, n-j} \right) = \sum_{0 \leq j \leq n} \left( \sum_i \gamma(z_{i, n-j}) y_{ij} \right),

从而,将次数 0 和次数 nn 两侧的分量相等

x=∑iγ(yi0)zin=∑iγ(zi0)yin x = \sum_i \gamma(y_{i0}) z_{in} = \sum_i \gamma(z_{i0}) y_{in}
0=∑iγ(yin)zi0=∑iγ(zin)yi0 0 = \sum_i \gamma(y_{in}) z_{i0} = \sum_i \gamma(z_{in}) y_{i0}

因此γ(x)=∑iγ(yin)γ(zi0)=γ(0)=0\gamma(x) = \sum_i \gamma(y_{in}) \gamma(z_{i0}) = \gamma(0) = 0。

(ii) 由于Ker(γ)\mathrm{Ker}(\gamma)和E+E_+都是Ae=E0Ae = E_0和E+⊂Ker(γ)E_+ \subset \mathrm{Ker}(\gamma)的补充子A模块(i),E+=Ker(γ)E_+ = \mathrm{Ker}(\gamma)(II, § 1, no. 8,注1);另一个断言是从命题 4 of no. 2开始的。

命题 6 067W

令 E 为 A 上的分级余代数。在阶中,对于每个可交换的 A-代数 B,通过平凡的毕业,型 ZHomgrA(E,B)\mathbf{Z} \mathrm{Homgr}_A(E, B) (no. 2) 的分级 A-代数是反交换的 (§ 4, no. 9, 定义 7),如果 σg\sigma_g 表示 A-模 E⊗AEE \otimes_A E 中的自同构,则满足

引用了 2 · 被以下引用 1

引用了 定义 7, III § 4, 命题 2

被以下引用 § 11. 。 余代数、乘积多重线性形式、内部乘积和对偶

σg(xp⊗xq)=(−1)pqxq⊗xp \sigma_g(x_p \otimes x_q) = (-1)^{pq} x_q \otimes x_p

对于 xp∈Ep,xq∈Eqx_p \in E_p, x_q \in E_q,*其中 p 和 q 是 N\mathbf{N}、图表中的任意元素*

E↘c↙cE⊗AE→σgE⊗AE \begin{array}{ccc} E & & \\ & \searrow^c & \swarrow^c \\ E \otimes_A E & \xrightarrow{\sigma_g} & E \otimes_A E \end{array}

可交换。

证明类似于 no. 2 的命题 2。

当分级余代数 E 满足条件或命题 6 时,称为*反交换*。

例 067X

紧随no. 1的公式 (8),对于每A-模 M,分级的余代数⋀(M)\bigwedge(M)是*反交换的*。

4. Bigebras 和 ske-bigebras

定义 3 067Y

环 A 上的分级 Bigebra(或倾斜分级 Bigebra)为集合 E,分级 A-代数结构为型 N\mathbf{N},分级 A-cogebra 结构为型 N\mathbf{N},具有相同的标的评级 A-模结构,因此:

引用了 1 · 被以下引用 4

引用了 III § 4. 。 张量积代数

被以下引用 § 11. 。 余代数、乘积多重线性形式、内部乘积和对偶, 习题 2, § 11, Example, LIE II § 1, 习题 8, § 6

(1) A-代数 E 是结合律且单位。

(2) A-代数 E 是共联想和共体的。 (3) 余积 c : E \to E \otimesA E 是分级代数 E 的同态到分级代数 E \otimes_A E* (或 分级代数 E^g \otimesA E* (cf. § 4, no. 7))。 (4) E 的余单位 γ\gamma 是代数 E 分级为代数 A 的同态(具有普通分级),因此,如果 e 表示 A-代数 E 的单位元,则γ(e)=1\gamma(e) = 1。

如果 E 是一个分级的 bigebra,其分级是*琐碎的*,则 E 被简单地称为*bigebra*。如果底层代数是可交换的(或者如果底层余代数是可交换的),则分级大数称为可交换的(或可共交换的);如果底层分级代数是反交换的(或者如果底层分级余代数是反交换的),则倾斜分级的 bigebra 被称为反交换的(或者反交换的)。

从定义 3 和 no. 2、命题 5 可以得出,对于分级 bigebra 或倾斜分级 bigebra E,

c(e)=e⊗ec(x)≡x⊗e+e⊗x(mod. E+⊗E+)for x∈E+=⨁n≥1En. c(e) = e \otimes e \\ c(x) \equiv x \otimes e + e \otimes x (\text{mod. } E_+ \otimes E_+) \quad \text{for } x \in E_+ = \bigoplus_{n \geq 1} E_n.

如果 E 和 F 是两个分级 bigebra(分别是两个倾斜分级 bigebra),则映射 ϕ:E→F\phi : E \to F 称为 分级 bigebra 态射(分别是 倾斜分级 bigebra 态射),如果: (1) ϕ\phi 是分级代数态射(因此E的映射单位元到F的单位元); (2) ϕ\phi 是分级的余代数态射,因此,如果 γ\gamma 和 γ′\gamma' 分别是 E 和 F 的余单位,则γ=γ′∘ϕ\gamma = \gamma' \circ \phi。

例 067Z

(1) 令 S 为具有单位元素 u 的幺半群,使得 A 上的幺半群 S 的代数 E=A(S)E = A^{(S)} 承认单位元 eue_u (§ 2, no. 6);另一方面,E 具有规范的共关联共交换 A-代数结构,其中余单位 γ\gamma 使得 γ(es)=1\gamma(e_s) = 1 对于所有 s∈Ss \in S (no. 1、例 4 和 no. 2、例 4, 5 和 6)。 公式c(es)=es⊗esc(e_s) = e_s \otimes e_s给出余积也立即表明c是代数同态。因此,在 E 和 E 上定义了*共交换大数* 结构,其中结构被称为幺半群 S 在 A* 上的*大数数。

如果 T 是另一个幺半群,其中单位元 v、f:S→Tf : S \to T 同态,使得 f(u)=vf(u) = v 和 f(A):A(S)→A(T)f_{(A)} : A^{(S)} \to A^{(T)} A-代数同态源自 ff (§ 2, no. 6),则立即验证: f(A)f_{(A)} 是一个 bigebra 同态。

(2) 设M为A-模。在 S(M) 定义上定义的分级 A-代数 (§ 6, no. 1) 和分级 A-cogebra (no. 1, 例 6) 结构在此集合上*可交换共交换分级大数* 结构;因为我们已经看到 (no. 1, 例 6) S(M) 上的余积是 代数 同态并且从余单位 γ\gamma (no. 2, 例 6) 的定义得出结论γ(1)=1\gamma(1) = 1 γ\gamma 是 E 到 A 的代数同态。

(3) 设M为A-模。 We see as in Example 2 that the graded A-algebra (§ 7, no. 1) and graded A-cogebra (no. 1, Example 7) structures on ⋀(M)\bigwedge(M) define on this set an anticommutative anticocommutative skew graded bigebra structure.

引用了 5

引用了 例, III § 2. 。 例 / 代数, III § 6. 。对称代数, 例, III § 7. 。外观代数

注 0680

如果 M 是 A-模,使得 M⊗AM≠{0}M \otimes_A M \neq \{0\},则 T(M)T(M) 上的分级 A-代数 (§ 5, no. 1) 和分级 A-余数 (no. 1, 例 5) 结构 不要定义 大数数结构,对于一般情况

c(x1x2y1y2)≠c(x1x2)c(y1y2) c(x_1 x_2 y_1 y_2) \neq c(x_1 x_2) c(y_1 y_2)

对于 M 的四个元素 x1,x2,y1,y2x_1, x_2, y_1, y_2,如 no. 1 的公式 (3) 所示。

引用了 1

引用了 III § 5. 。 张量代数、张量

5. 分级对偶 T(M)∗grT(M)^{*gr}、S(M)∗grS(M)^{*gr} 和 ⋀(M)∗gr\bigwedge(M)^{*gr}

从现在开始,我们返回章对代数的一般约定,因此将假设(除非否则提及)是结合和单位的。

设M为A-模; T(M)T(M) (no. 1, 例 5), S(M)S(M) (no. 1, 例 6) 和⋀(M)\bigwedge(M) (no. 1, 例 7) 上定义的分级A-代数结构允许我们定义规范地对分级双打T(M)∗grT(M)^{*gr}、S(M)∗grS(M)^{*gr}和⋀(M)∗gr\bigwedge(M)^{*gr}*分级代数*结构或型N,凭借no. 2、命题1和3以及关于分级双打毕业的惯例模(no. 1)。此外,分级的代数S(M)∗grS(M)^{*gr}是*可交换的*(no. 2、命题2和例5),而分级的代数⋀(M)∗gr\bigwedge(M)^{*gr}是*反交换的*(no. 3、命题6和例)。在 ⋀(M)∗gr\bigwedge(M)^{*gr} 次数 1 中的每个元素都是零平方;这样元素与 M 上的线性形式 ff 等价,其平方是 M2M^2 上的交错的双线性形式 f∧ff \wedge f,使得

(f∧f)(x,y)=f(x)f(y)−f(y)f(x) (f \wedge f)(x, y) = f(x) f(y) - f(y) f(x)

(no. 2,例3)。

令 N 为 M 到 N 的另一个 A-模和 uu A-线性映射。我们知道 uu 定义规范分级代数同态

{T(u):T(M)→T(N)S(u):S(M)→S(N)⋀(u):⋀(M)→⋀(N) \begin{cases} T(u): T(M) \to T(N) \\ S(u): S(M) \to S(N) \\ \bigwedge(u): \bigwedge(M) \to \bigwedge(N) \end{cases}

(§ 5, no. 2、§ 6, no. 2 和 § 7, no. 2)。立即在no. 1的公式(3)中验证T(u)T(u)也是*余代数态射*。另一方面,如果ΔM\Delta_M(或ΔN\Delta_N)表示对角线映射M→M×MM \to M \times M(或N→N×NN \to N \times N),则有关系(u×u)∘ΔM=ΔN∘u(u \times u) \circ \Delta_M = \Delta_N \circ u;由此可见 S(u×u)∘S(ΔM)=S(ΔN)∘S(u)S(u \times u) \circ S(\Delta_M) = S(\Delta_N) \circ S(u)

(分别Λ(u×u)∘Λ(ΔM)=Λ(ΔN)∘Λ(u)\Lambda(u \times u) \circ \Lambda(\Delta_M) = \Lambda(\Delta_N) \circ \Lambda(u))。

在S(M)S(M)和Λ(M)\Lambda(M)(no. 1、例 6和7)中使用余积的定义以及典范同构的函子特征标

S(M×M)→S(M)⊗AS(M) S(M \times M) \to S(M) \otimes_A S(M)

和Λ(M×M)→Λ(M)g⊗AΛ(M)\Lambda(M \times M) \to \Lambda(M)^{\text{g}} \otimes_A \Lambda(M),可以看出S(u)S(u)和Λ(u)\Lambda(u)也是*余代数态射*†(因此在这种情况下是*bigebra*态射)。紧接着,同态 (23) 的*分级转置* (II, § 11, no. 6)

tT(u):T(N)∗gr→T(M)∗grtS(u):S(N)∗gr→S(M)∗grtΛ(u):Λ(N)∗gr→Λ(M)∗gr \begin{align*} tT(u): T(N)^{*gr} &\to T(M)^{*gr} \\ tS(u): S(N)^{*gr} &\to S(M)^{*gr} \\ t\Lambda(u): \Lambda(N)^{*gr} &\to \Lambda(M)^{*gr} \end{align*}

评分为代数同态。

我们现在注,MM的对偶M∗M^*被识别为T(M)∗grT(M)^{*gr}中次数1的元素的子模(分别为S(M)∗grS(M)^{*gr},Λ(M)∗gr\Lambda(M)^{*gr})。因此,从张量代数 (§ 5, no. 1) 的泛性质和对称代数 (§ 6, no. 1) 的泛性质可以得出,*存在且仅存在一个分级的代数同态*

θT:T(M∗)→T(M)∗gr \theta_T: T(M^*) \to T(M)^{*gr}

其中扩展典范嵌入 M∗→T(M)∗grM^* \to T(M)^{*gr},*只有一个评分为代数同态*

θS:S(M∗)→S(M)∗gr \theta_S: S(M^*) \to S(M)^{*gr}

其中扩展典范嵌入M∗→S(M)∗grM^* \to S(M)^{*gr}。另一方面,代数到Λ(M)∗gr\Lambda(M)^{*gr}*相反*的M∗M^*的典范嵌入使得M∗M^*的每个元素的平方是零;因此 (§ 7, no. 1, 命题 1) 存在且仅有一个分级代数同态

θΛ:Λ(M∗)→(Λ(M)∗gr)0 \theta_\Lambda: \Lambda(M^*) \to (\Lambda(M)^{*gr})^0

其中扩展典范嵌入 M∗→Λ(M)∗grM^* \to \Lambda(M)^{*gr}.‡ 这些同态

† 这也是从 no. 1 的公式 (5) 和 (9) 得出的。 ‡ 为了计算方便,将单射扩展到同态到反代数到Λ(M)∗gr\Lambda(M)^{*gr},而不是同态到Λ(M)∗gr\Lambda(M)^{*gr}。

是函数式的:对于例,对于每个AA-模块同态u:M→Nu : M \to N,图表

T(N∗)→T(tu)T(M∗)θT↓θT↓T(N)∗gr→tT(n)T(M)∗gr \begin{array}{ccc} T(N^*) & \xrightarrow{T(tu)} & T(M^*) \\ \theta_T \downarrow & & \theta_T \downarrow \\ T(N)^{*gr} & \xrightarrow{t_{T(n)}} & T(M)^{*gr} \end{array}

是可交换的,从泛性质 of 张量代数 (§ 5, no. 1) 立即如下; θS\theta_S 和 θ∧\theta_\wedge 有类似的交换律图表。

我们将显式地找到同态 θT,θS\theta_T, \theta_S 和 θ∧\theta_\wedge。为此,我们更一般地考虑AA-cogebra EE与余积cc和定义通过nn上的归纳,对于n≥2n \geq 2,线性映射cnc_n的EE由 c2=cc_2 = c 变为 E⊗nE^{\otimes n} 并且

cn=(cn−1⊗1E)∘c. c_n = (c_{n-1} \otimes 1_E) \circ c.
另一方面,我们用 mn:A⊗n→Am_n : A^{\otimes n} \to A 表示规范的线性映射,使得 mn(ξ1⊗ξ2⊗⋯⊗ξn)=ξ1ξ2⋯ξnm_n(\xi_1 \otimes \xi_2 \otimes \cdots \otimes \xi_n) = \xi_1 \xi_2 \cdots \xi_n 和注,对于 n≥2n \geq 2,
mn=m∘(mn−1⊗1A) m_n = m \circ (m_{n-1} \otimes 1_A)
写m=m2m = m_2。有了这个记号:

引理 1 0681

(i) 在结合律代数 E∗=HomA(E,A)E^* = \mathrm{Hom}_A(E, A) 中,次数 1 的 nn 元素 u1,u2,…,unu_1, u_2, \ldots, u_n 的乘积由下式给出

u1u2…un=mn∘(u1⊗u2⊗⋯⊗un)∘cn. u_1 u_2 \ldots u_n = m_n \circ (u_1 \otimes u_2 \otimes \cdots \otimes u_n) \circ c_n.
(ii) 还假设余代数 EE 已评分。然后,在分级联想代数E∗gr=HomgrA(E,A)E^{*gr} = \mathrm{Homgr}_A(E, A)中,次数1的nn元素u1,u2,…,unu_1, u_2, \ldots, u_n的乘积由给出
u1u2…un=mn∘(u1⊗u2⊗⋯⊗un)∘δn u_1 u_2 \ldots u_n = m_n \circ (u_1 \otimes u_2 \otimes \cdots \otimes u_n) \circ \delta_n
*其中δn:E→E⊗n\delta_n : E \to E^{\otimes n}是线性映射,其中映射每个x∈Ex \in E到多次(1,1,…,1)(1, 1, \ldots, 1)的cn(x)c_n(x)的分量。

引用了 2

引用了 II § 3. 。 张量积, II § 4. 。 关系张量积和同态模之间

公式 (26) 只是E∗E^* 中乘积的定义对于n=2n = 2;为了通过 nn 上的归纳证明这一点,请观察

u1u2…un u_1 u_2 \ldots u_n
=m∘((u1u2…un−1)⊗un)∘c = m \circ ((u_1 u_2 \ldots u_{n-1}) \otimes u_n) \circ c
=m∘((mn−1∘(u1⊗u2⊗⋯⊗un−1)∘cn−1)⊗un)∘c = m \circ ((m_{n-1} \circ (u_1 \otimes u_2 \otimes \cdots \otimes u_{n-1}) \circ c_{n-1}) \otimes u_n) \circ c
=m∘(mn−1⊗1A)∘(u1⊗u2⊗⋯⊗un−1⊗un)∘(cn−1⊗1E)∘c = m \circ (m_{n-1} \otimes 1_A) \circ (u_1 \otimes u_2 \otimes \cdots \otimes u_{n-1} \otimes u_n) \circ (c_{n-1} \otimes 1_E) \circ c
=mn∘(u1⊗u2⊗⋯⊗un)∘cn = m_n \circ (u_1 \otimes u_2 \otimes \cdots \otimes u_n) \circ c_n
凭借 (24), (25), II, § 3, no. 3, 公式 (5) 和关系
un=1A∘un∘1E∗. u_n = 1_A \circ u_n \circ 1_{E^*}.

当 E 分级且元素 ui∈E∗gru_i \in E^{*gr} 次数 1 均质时,则通过定义得到*均质* 元素 xi∈Ex_i \in E,

(u1⊗u2⊗⋯⊗un)(x1⊗x2⊗⋯⊗xn)=0 (u_1 \otimes u_2 \otimes \cdots \otimes u_n)(x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_n) = 0

除非所有 xix_i 都是次数 1, 从而公式 (27)。

由no. 1和公式(24)的公式(3)、(5)和(7)可知,当E取三个等级余代数T(M)\mathbf{T}(M)、S(M)\mathbf{S}(M)和Λ(M)\mathbf{\Lambda}(M)之一时,我们分别由归纳得到nn(使用余积是次数 0的分级同态这一事实),对于M中的x1,x2,…,xnx_1, x_2, \ldots, x_n:

当E=T(M)E = \mathbf{T}(M)时,

δn(x1x2⋯xn)=x1⊗x2⊗⋯⊗xn \delta_n(x_1 x_2 \cdots x_n) = x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_n

当E=S(M)E = \mathbf{S}(M)时,

δn(x1x2⋯xn)=∑σ∈Snxσ(1)⊗xσ(2)⊗⋯⊗xσ(n) \delta_n(x_1 x_2 \cdots x_n) = \sum_{\sigma \in \mathfrak{S}_n} x_{\sigma(1)} \otimes x_{\sigma(2)} \otimes \cdots \otimes x_{\sigma(n)}

当E=Λ(M)E = \mathbf{\Lambda}(M)时,

δn(x1x2⋯xn)=∑σ∈Snεσ⋅xσ(1)⊗xσ(2)⊗⋯⊗xσ(n). \delta_n(x_1 x_2 \cdots x_n) = \sum_{\sigma \in \mathfrak{S}_n} \varepsilon_\sigma \cdot x_{\sigma(1)} \otimes x_{\sigma(2)} \otimes \cdots \otimes x_{\sigma(n)}.

当E=Λ(M)E = \mathbf{\Lambda}(M)时,对于例,满足注,即表达式中

cn(x1x2⋯xn)=(cn−1⊗1E)(∑(−1)v(xi1…xip)⊗(xj1…xjn−p)) c_n(x_1 x_2 \cdots x_n) = (c_{n-1} \otimes 1_E) \left( \sum (-1)^v (x_{i_1} \ldots x_{i_p}) \otimes (x_{j_1} \ldots x_{j_{n-p}}) \right)
由 no. 1 的公式 (8) 产生,唯一可以给出多次 (1,1,…,1)(1, 1, \ldots, 1) 的项的项是n−p=1n - p = 1 的那些,因此
δn(x1x2⋯xn) \delta_n(x_1 x_2 \cdots x_n)
是和中多次 (1,1,…,1)(1, 1, \ldots, 1) 的项
∑i=1n(−1)n−icn−1(x1…xi−1xi+1…xn)⊗xi \sum_{i=1}^n (-1)^{n-i} c_{n-1}(x_1 \ldots x_{i-1} x_{i+1} \ldots x_n) \otimes x_i
而这个项必然等于
∑i=1n(−1)n−iδn−1(x1…xi−1xi+1…xn)⊗xi, \sum_{i=1}^n (-1)^{n-i} \delta_{n-1}(x_1 \ldots x_{i-1} x_{i+1} \ldots x_n) \otimes x_i,
从而归纳假设的结果。

在 nn 线性形式 x1∗,x2∗,…,xn∗x_1^*, x_2^*, \ldots, x_n^* M∗M^* 的 T(M)∗gr\mathbf{T}(M)^{*gr} 中使用引理 1、乘积由下式给出

⟨x1∗x2∗…xn∗,x1x2…xn⟩=∏i=1n⟨xi∗,xi⟩ \langle x_1^* x_2^* \ldots x_n^*, x_1 x_2 \ldots x_n \rangle = \prod_{i=1}^n \langle x_i^*, x_i \rangle
对于 xi∈Mx_i \in M (1≤i≤n1 \leq i \leq n); S(M)∗gr\mathbf{S}(M)^{*gr}中的nn形式中的乘积由下式给出

⟨x1∗x2∗…xn∗,x1x2…xn⟩=∑σ∈Sn(∏i=1n⟨xσ(i)∗,xi⟩); \langle x_1^* x_2^* \ldots x_n^*, x_1 x_2 \ldots x_n \rangle = \sum_{\sigma \in \mathfrak{S}_n} \left( \prod_{i=1}^n \langle x_{\sigma(i)}^*, x_i \rangle \right);

最后,⋀(M)∗gr\bigwedge(M)^{*gr}中的形式中的乘积由下式给出

⟨x1∗x1∗…xn∗,x1x2…xn⟩=det⁡(⟨xi∗,xj⟩). \langle x_1^* x_1^* \ldots x_n^*, x_1 x_2 \ldots x_n \rangle = \det(\langle x_i^*, x_j \rangle).
对于这三种情况,我们分别有
θT(x1∗⊗x2∗⊗…⊗xn∗)=x1∗x2∗…xn∗ \theta_T(x_1^* \otimes x_2^* \otimes \ldots \otimes x_n^*) = x_1^* x_2^* \ldots x_n^*
θS(x1∗x2∗…xn∗)=x1∗x2∗…xn∗ \theta_S(x_1^* x_2^* \ldots x_n^*) = x_1^* x_2^* \ldots x_n^*
θΛ(x1∗∧x2∗∧⋯∧xn∗)=xn∗xn−1∗…x1∗=(−1)n(n−1)/2x1∗x2∗…xn∗ \theta_\Lambda(x_1^* \wedge x_2^* \wedge \cdots \wedge x_n^*) = x_n^* x_{n-1}^* \ldots x_1^* = (-1)^{n(n-1)/2} x_1^* x_2^* \ldots x_n^*
因此我们从 (28), (29) 和 (30) 关系推出
(28 bis)⟨θT(x1∗⊗x2∗⊗⋯⊗xn∗),x1⊗x2⊗⋯⊗xn⟩=∏i=1n⟨xi∗,xi⟩(28\ \mathrm{bis})\quad \langle \theta_T(x_1^* \otimes x_2^* \otimes \cdots \otimes x_n^*), x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_n \rangle = \prod_{i=1}^n \langle x_i^*, x_i \rangle
(其他字θT\theta_T仅限于T2(M∗)T^2(M^*)只是II, § 4, no. 4的典范同态)
(29 bis)⟨θS(x1∗x2∗…xn∗),x1x2…xn⟩=∑σ∈Sn(∏i=1n⟨xσ(i)∗,xi⟩)(29\ \mathrm{bis})\quad \langle \theta_S(x_1^* x_2^* \ldots x_n^*), x_1 x_2 \ldots x_n \rangle = \sum_{\sigma \in S_n} \left( \prod_{i=1}^n \langle x_{\sigma(i)}^*, x_i \rangle \right)
(30 bis)⟨θΛ(x1∗∧x2∗∧⋯∧xn∗),x1∧x2∧⋯∧xn⟩(30\ \mathrm{bis})\quad \langle \theta_\Lambda(x_1^* \wedge x_2^* \wedge \cdots \wedge x_n^*), x_1 \wedge x_2 \wedge \cdots \wedge x_n \rangle
=(−1)n(n−1)/2det⁡(⟨xi∗,xj⟩). = (-1)^{n(n-1)/2} \det(\langle x_i^*, x_j \rangle).

命题 7 0682

设 M 为有限生成的射影 A-模。那么典范同态 θT:T(M∗)→T(M)∗gr\theta_T : T(M^*) \to T(M)^{*gr} 和 θΛ:⋀(M∗)→(⋀(M)∗gr)0\theta_\Lambda : \bigwedge(M^*) \to (\bigwedge(M)^{*gr})^0 是双射的。此外,分级对偶 ⋀(M)∗gr\bigwedge(M)^{*gr} 等于 A-模 ⋀(M)\bigwedge(M) 的对偶 ⋀(M)∗\bigwedge(M)^*。

引用了 3 · 被以下引用 4

引用了 II § 10. 。 矩阵, 定理 1, III § 5, 定理 1, III § 7

被以下引用 引理 2, 注, 命题 2, 命题 8

首先假设 M 有一个*有限基* (ei)1≤i≤m(e_i)_{1 \leq i \leq m},并令 (ei∗)1≤i≤m(e_i^*)_{1 \leq i \leq m} 为 M∗M^* (II, § 10, no. 4) 的对偶基。 公式 (28 bis) 表明,对于 N\mathbf{N} 区间 [1,m][1, m] 的 n 元素中的每一个有限序列 s=(jk)1≤k≤ns = (j_k)_{1 \leq k \leq n},

θT(ej1∗⊗⋯⊗ejn∗) \theta_T(e_{j_1}^* \otimes \cdots \otimes e_{j_n}^*)
是(Tn(M))∗(T^n(M))^*的基中的指标元素,*对偶*到es=ej1⊗⋯⊗ejne_s = e_{j_1} \otimes \cdots \otimes e_{j_n}的Tn(M)T^n(M)由……组成的基(§ 5, no. 5,定理1)。因此 θT\theta_T 是双射的。

类似地,公式(30之二)表明,对于[1,m][1, m]的每个有限子集 H,其中n为元素,(−1)n(n−1)/2θΛ(eH∗)(-1)^{n(n-1)/2} \theta_\Lambda(e_H^*)(§ 7, no. 8的记号,定理 1)是指标 H的元素 (⋀n(M))∗(\bigwedge^n(M))^* 的基,*对偶的*到⋀n(M)\bigwedge^n(M) 由……组成的基 eHe_H。因此 θΛ\theta_\Lambda 是双射的。

现在仅假设 M 是有限生成且射影的;则 M 是有限生成的自由A-模 L 的直因子,因此存在两个

A-线性映射M→jL→pMM \xrightarrow{j} L \xrightarrow{p} M,其中合成是恒等式lMl_M。我们推导出交换律图表

T(M∗)→T(tj)T(L∗)θT↓θT↓T(M)∗gr→tT(j)T(L)∗gr \begin{array}{ccc} T(M^*) & \xrightarrow{T(tj)} & T(L^*) \\ \theta_T \downarrow & & \theta_T \downarrow \\ T(M)^{*gr} & \xrightarrow{tT(j)} & T(L)^{*gr} \end{array}
T(L∗)→T(tp)T(M∗)θT↓θT↓T(L)∗gr→tT(p)T(M)∗gr \begin{array}{ccc} T(L^*) & \xrightarrow{T(tp)} & T(M^*) \\ \theta_T \downarrow & & \theta_T \downarrow \\ T(L)^{*gr} & \xrightarrow{tT(p)} & T(M)^{*gr} \end{array}

以及类似的交换律图表,其中 TT 被 Λ\Lambda 替代。然后从以下引理得出命题:

引理 2 0683

让

引用了 5 · 被以下引用 1

引用了 II § 11. 。分级为模和环, 命题 7, 命题 6, III § 7, III § 10. 。 推导, III § 6. 。对称代数

被以下引用 命题 8

X→uY→vXf↓g↓f↓X′→u′Y′→v′X′ \begin{array}{ccccc} X & \xrightarrow{u} & Y & \xrightarrow{v} & X \\ f \downarrow & & g \downarrow & & f \downarrow \\ X' & \xrightarrow{u'} & Y' & \xrightarrow{v'} & X' \end{array}

是集合和映射的可交换图表,使得v∘uv \circ u和v′∘u′v' \circ u'分别是XX和X′X'的恒等映射。那么,如果 gg 是单射(或满射、或双射),则 ff 也是。

uu 是单射,因为 v∘uv \circ u 是单射,因此,如果 gg 是单射,则 u′∘f=g∘uu' \circ f = g \circ u 是单射,因此 ff 是单射。类似地,v′v' 是满射,因为 v′∘u′v' \circ u' 是;因此,如果 gg 是满射,则 f∘v=v′∘gf \circ v = v' \circ g 是满射,因此 ff 是满射。

命题 7 的最后一个断言源自Λ(M)\Lambda(M)则为有限生成A-模(§ 7, no. 3、命题 6 和II, § 11, no. 6、注)。

现在,我们研究当 MM 是*射影且有限生成*时,关于同态 θS\theta_S 可以说些什么。首先假设MM承认有限的基(ei)1≤i≤m(e_i)_{1 \leq i \leq m}。在记号中,章A-模Sn(M)S^n(M)的开头承认元素eαe^\alpha的家庭为基,使得∣α∣=n|\alpha| = n。让uαu_\alpha(对于∣α∣=n|\alpha| = n)表示指标α\alpha中的元素在(Sn(M))∗(S^n(M))^*的基*对偶*到(eα)(e^\alpha)。 元素uαu_\alpha,对于α∈Nm\alpha \in \mathbf{N}^m,因此代数S(M)∗grS(M)^{*gr}的形式基,我们将明确获得这个基的乘法表。我们写

uαuβ=∑γ∈Nmaαβγuγwith aαβγ∈A. u_\alpha u_\beta = \sum_{\gamma \in \mathbf{N}^m} a_{\alpha \beta \gamma} u_\gamma \quad \text{with } a_{\alpha \beta \gamma} \in A.

然后定义

aαβγ=⟨uαuβ,eγ⟩=m((uα⊗uβ)(c(eγ))), a_{\alpha \beta \gamma} = \langle u_\alpha u_\beta, e^\gamma \rangle = m((u_\alpha \otimes u_\beta)(c(e^\gamma))),

其中AA和cc上的m:A⊗A→Am : A \otimes A \to A定义乘法是S(M)S(M)的余积。在其他字中,aαβγa_{\alpha \beta \gamma}就是将c(eγ)c(e^\gamma)写成eξ⊗eηe^\xi \otimes e^\eta的S(M)⊗S(M)S(M) \otimes S(M)由……组成基项时eα⊗eβe^\alpha \otimes e^\beta的系数,其中ξ\xi和η\eta贯穿Nm\mathbf{N}^m。但由于cc是代数同态,

c(eγ)=∏i=1m(c(ei))ri=∏i=1m(ei⊗1+1⊗ei)ri c(e^\gamma) = \prod_{i=1}^m (c(e_i))^{r_i} = \prod_{i=1}^m (e_i \otimes 1 + 1 \otimes e_i)^{r_i}

由公式 (4) 共 no. 1;这给出了

(31)

c(eγ)=∑ξ+η=γ(ξ,η)eξ⊗eη c(e^\gamma) = \sum_{\xi + \eta = \gamma} (\xi, \eta) e^\xi \otimes e^\eta
我们写的地方

(32)

((ξ,η))=∏i=1n(ξi+ηi)!ξi!ηi!(cf. § 10, no. 4, formula (18)). ((\xi, \eta)) = \prod_{i=1}^n \frac{(\xi_i + \eta_i)!}{\xi_i! \eta_i!} \quad \text{(cf. § 10, no. 4, formula (18))}.
因此我们得到乘法表

(33)

uαuβ=((α,β))uα+β. u_\alpha u_\beta = ((\alpha, \beta)) u_{\alpha + \beta}.
另一方面,如果(ei∗)1≤i≤m(e_i^*)_{1 \leq i \leq m}是M∗M^*的基,对(ei)(e_i),则从公式(29之二)得出,对于所有α∈Nm\alpha \in \mathbf{N}^m,

(34)

θS(e∗α)=α!uα \theta_S(e^{*\alpha}) = \alpha! u_\alpha
在记号中,共 § 6, no. 6。因此,同态θS\theta_S是双射当且仅当α!uα\alpha! u_\alpha形式是S(M)∗grS(M)^{*gr}的*基*,或者元素α!1\alpha! 1是*可逆的*。

命题 8 0684

假设环AA是有理数的代数大于域Q\mathbf{Q};那么,对于每个有限生成的射影AA-模MM,同态

引用了 2 · 被以下引用 2

引用了 引理 2, 命题 7

被以下引用 注, LIE VIII § 8. 。 对称不变量

θS:S(M∗)→S(M)∗gr \theta_S : S(M^*) \to S(M)^{*gr}
是双射的。

当MM是有限生成且自由时,它相当于证明;我们使用引理 2 从这种情况过渡到一般情况,如命题 7 的证明所示。

注 0685

令MM为AA模块,ρ:A→B\rho : A \to B交换环同态。那么有分级 BB-代数同态的交换图表

T((M∗)(B))⟶(T(M)∗gr)(B)↓T(uM)↓uT(M)T((M(B))∗)→θTT(M(B))∗gr \begin{array}{ccc} T((M^*)_{(B)}) & \longrightarrow & (T(M)^{*gr})_{(B)} \\ \downarrow_{T(u_M)} & & \downarrow^{u_{T(M)}} \\ T((M_{(B)})^*) & \xrightarrow{\theta_T} & T(M_{(B)})^{*gr} \end{array}

其中第一行是同态由同态 θT⊗1B:T(M∗)⊗AB→T(M)∗gr\theta_T \otimes 1_B : T(M^*) \otimes_A B \to T(M)^{*gr} 和典范同构组成

T((M∗)(B))→T(M∗)⊗AB T((M^*)_{(B)}) \to T(M^*) \otimes_A B

§ 5, no. 3、命题5)。使用公式 (28) 和同态 vEv_E (II, § 5, no. 4) 的定义可以立即验证,这个图表是*可交换的*。当 M 是*有限生成射影* A-模时,M(B)M_{(B)} 是有限生成射影 B-模(II, § 5, no. 1,命题 4 的推论),并且上述图表的所有同态都是*双射*(命题 7 和II, § 5, no. 4、命题 8)。还有类似的交换律图表,其中 T 替换为 S 或 Λ\Lambda;当 M 是射影且有限生成时 (命题 7),Λ\Lambda 的图表也由双射同态组成;如果进一步 A 是 Q\mathbf{Q} 上的代数,则 S 的图表也由双射同态 (命题 8) 组成。

引用了 6

引用了 II § 5. 。标量的环的扩张, 推论, II § 5, 命题 8, II § 5, 命题 7, 命题 8, 命题 5, III § 5

6. 内部乘积:代数的案例

设E=⨁p≥0EpE = \bigoplus_{p \geq 0} E_p为型N\mathbf{N}的*分级A-代数*,P为型Z\mathbf{Z}的A-模分级;对于每个 同质 元素 x∈Epx \in E_p,x 的*左* 乘法是 E 的 A-线性映射 e(x)e(x) 自身,其 * 分级为次数 p*。对于每个元素 u∈HomgrA(E,P)u \in \mathrm{Homgr}_A(E, P),u 与 x* 的*右内部乘积(用 u⊥xu \perp x 表示)是 HomgrA(E,P)\mathrm{Homgr}_A(E, P) 的元素 u∘e(x)u \circ e(x)。我们还写 (i(x))(u)=u⊥x(i(x))(u) = u \perp x,我们看到 i(x)i(x) 是分级 A-模 HomgrA(E,P)\mathrm{Homgr}_A(E, P) 的次数 p 的分级自同态。如果现在x=∑p≥0xpx = \sum_{p \geq 0} x_p是E的任意元素(xp∈Epx_p \in E_p代表所有p≥0p \geq 0,xp=0x_p = 0,除了pp的值的有限数),我们写为i(x)=∑p=0∞i(xp)i(x) = \sum_{p=0}^\infty i(x_p),因此自同态共A-模HomgrA(E,P)\mathrm{Homgr}_A(E, P)。

要记住表达式 u⊥xu \perp x 中的哪个元素对另一个“操作”,请观察对 u “操作”的元素 x 放置在 ⊥\perp 中水平线的自由端。

对于x,yx, y同质,代数E的*结合性*转到关系e(xy)=e(x)∘e(y)e(xy) = e(x) \circ e(y); 从而,由 i(x)i(x) 的定义,

i(xy)=i(y)∘i(x) i(xy) = i(y) \circ i(x)

首先对于 x,yx, y 齐次,然后通过线性,对于 E 中的*任意* x,yx, y;这也可以写成

(u⊥x)⊥y=u⊥(xy) (u \perp x) \perp y = u \perp (xy)

对于 E 中的 x,yx, y 和 u∈HomgrA(E,P)u \in \mathrm{Homgr}_A(E, P);另一方面,显然i(1)i(1)是恒等映射(因为这是从e(1)=1Ee(1) = 1_E得出的)并且x↦i(x)x \mapsto i(x)是*A线性*,可以看出合成(x,u)↦u⊥x(x, u) \mapsto u \perp x(x∈E,u∈HomgrA(E,P)x \in E, u \in \mathrm{Homgr}_A(E, P))定义的外法则, 加法,HomgrA(E,P)\mathrm{Homgr}_A(E, P) 上的*右 E 模块* 结构。

特别是,我们考虑情况 P=AP = A,HomgrA(E,P)\mathrm{Homgr}_A(E, P) 在这种情况下是 EE 的*分级对偶* E∗grE^{*gr};那么i(x)i(x)是AA线性映射e(x)e(x)(II, § 11, no. 6)的*分级转置*,在其他字中,对于EE、u∈E∗gru \in E^{*gr}中的所有x,yx, y,

⟨u⊔x,y⟩=⟨u,xy⟩. \langle u \sqcup x, y \rangle = \langle u, xy \rangle.

根据段落开头的约定,注,如果x∈Epx \in E_p,则i(x)i(x) 是E∗grE^{*gr} 次数 −p-p 的自同态。

对于每个齐次元素x∈Epx \in E_p,xx的*右*乘法类似地由e′(x)e'(x)和HomgrA(E,P)\mathrm{Homgr}_A(E, P)的元素u∘e′(x)u \circ e'(x)表示,称为u的x*的*左内部乘积, x⊔ux \sqcup u;我们写 i′(x)=x⊔ui'(x) = x \sqcup u 和 i′(x)i'(x) 因此是自同态 HomgrA(E,P)\mathrm{Homgr}_A(E, P) 次数 pp;如上所述,这个定义可以扩展到xx是EE的任意元素的情况。在这个例子中e′(xy)=e′(y)e′(x)e'(xy) = e'(y)e'(x),

i′(xy)=i′(x)∘i′(y) i'(xy) = i'(x) \circ i'(y)

也可以写成

x⊔(y⊔u)=(xy)⊔u x \sqcup (y \sqcup u) = (xy) \sqcup u

并显示合成(x,u)↦x⊔u(x, u) \mapsto x \sqcup u定义的外法则,以及加法,HomgrA(E,P)\mathrm{Homgr}_A(E, P)上的*左E模块*结构。另一方面,EE的结合性意味着e(x)∘e′(y)=e′(y)∘e(x)e(x) \circ e'(y) = e'(y) \circ e(x)对于x,yx, y齐次于EE、从而关系

(y⊔u)⊔x=y⊔(u⊔x) (y \sqcup u) \sqcup x = y \sqcup (u \sqcup x)

这样 HomgrA(E,P)\mathrm{Homgr}_A(E, P) 定义上的合成的两个外法则在此集合上有 (E, E)-*双模* 结构 (II, § 1, no. 14)。

当我们取P=AP = A时,i′(x)i'(x)就是e′(x)e'(x)的分级转置;在其他字中,对于 EE、u∈E∗gru \in E^{*gr} 中的所有 x,yx, y,

⟨y,x⊔u⟩=⟨yx,u⟩. \langle y, x \sqcup u \rangle = \langle yx, u \rangle.

当分级的代数EE是*可交换的*时,显然是u⊔x=x⊔uu \sqcup x = x \sqcup u。当EE是*反交换*且P=AP = A时,则对于x∈Epx \in E_p、y∈Ery \in E_r和u∈Eq∗u \in E_q^*、yx=(−1)prxyyx = (-1)^{pr} xy、从而,由(37)和(41)得出⟨u⊔x,y⟩=(−1)pr⟨y,x⊔u⟩\langle u \sqcup x, y \rangle = (-1)^{pr} \langle y, x \sqcup u \rangle。但由于这个关系的两边除r=q−pr = q - p外都是零,

x⊔u=(−1)p(q−p)u⊔x. x \sqcup u = (-1)^{p(q-p)} u \sqcup x.

令 FF 为另一个分级的 AA-代数,并且 ϕ:E→F\phi : E \to F 为分级代数的 AA 同态;那么ϕ~=Hom(ϕ,1P):HomgrA(F,P)→HomgrA(E,P)\tilde{\phi} = \mathrm{Hom}(\phi, 1_P) : \mathrm{Homgr}_A(F, P) \to \mathrm{Homgr}_A(E, P)是次数0的分级AA同态;由定义,为EE和u∈HomgrA(F,P)u \in \mathrm{Homgr}_A(F, P)中的x,yx, y

(ϕ~(u⊔ϕ(x)))(y)=(u⊔ϕ(x))(ϕ(y))=u(ϕ(x)ϕ(y))=u(ϕ(xy))=(ϕ~(u))(xy)=(ϕ~(u)⊔x)(y) \begin{align*} (\tilde{\phi}(u \sqcup \phi(x)))(y) &= (u \sqcup \phi(x))(\phi(y)) \\ &= u(\phi(x)\phi(y)) = u(\phi(xy)) = (\tilde{\phi}(u))(xy) = (\tilde{\phi}(u) \sqcup x)(y) \end{align*}

或者也

ϕ~(u⊔ϕ(x))=ϕ~(u)⊔x \tilde{\phi}(u \sqcup \phi(x)) = \tilde{\phi}(u) \sqcup x

和类似地

ϕ~(ϕ(x)⊔u)=x⊔ϕ~(u). \tilde{\phi}(\phi(x) \sqcup u) = x \sqcup \tilde{\phi}(u).

在其他字中,当 Homgr_A(F, P) 通过环同态 ϕ:E→F\phi : E \to F 被视为 (E, E)-双模时,可以看出 ϕ~\tilde{\phi} 是 (E, E)-双模同态 (或者也是 (F, F)-双模的 E 同态Homgr_A(F, P) 转换为 (E, E)-双模 Homgr_A(E, P))。

例 0686

特别地,当E是代数T(M)、S(M)或A-模M和P A-模的分级代数T(M)、S(M)或⋀(M)\bigwedge(M)之一时,可以应用以上内容(具有普通分级)。为了显式地找到由此获得的双模结构,Homgr_A(T(M), P)(分别为Homgr_A(S(M), P)、分别为Homgr_A(⋀(M)\bigwedge(M), P))的次数 −n-n的注和元素用*n线性映射*(分别为。 MnM^n 到 P 的对称 n 线性映射*,分别为 交错的 n 线性映射)。足以表达乘积

f⊔(x1⊗x2⊗⋯⊗xp) f \sqcup (x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_p)

(分别f⊔(x1x2…xp)f \sqcup (x_1 x_2 \ldots x_p)),分别。 f⊔(x1∧x2∧⋯∧xp)f \sqcup (x_1 \wedge x_2 \wedge \cdots \wedge x_p))对于M的元素的每个有限序列(xi)1≤i≤p(x_i)_{1 \leq i \leq p}以及左侧内部乘积的类似物。从定义可以立即得出

f⊔(x1⊗x2⊗⋯⊗xp)=(x1⊗x2⊗⋯⊗xp)⊔f=0 f \sqcup (x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_p) = (x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_p) \sqcup f = 0

if* p>np > n and that, for p≤np \leq n, f⊔(x1⊗x2⊗⋯⊗xp)f \sqcup (x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_p) (resp.

(x1⊗x2⊗⋯⊗xp)⊔f) (x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_p) \sqcup f)

是 (n - p)-线性映射,定义为

{(f⊔(x1⊗x2⊗⋯⊗xp))(y1,…,yn−p)=f(x1,…,xp,y1,…,yn−p)((x1⊗x2⊗⋯⊗xp)⊔f)(y1,…,yn−p)=f(y1,…,yn−p,x1,…,xp). \begin{cases} (f \sqcup (x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_p))(y_1, \ldots, y_{n-p}) \\ \hspace{10cm} = f(x_1, \ldots, x_p, y_1, \ldots, y_{n-p}) \\ ((x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_p) \sqcup f)(y_1, \ldots, y_{n-p}) \\ \hspace{10cm} = f(y_1, \ldots, y_{n-p}, x_1, \ldots, x_p). \end{cases}

对于 p>np > n,Homgr_A(S(M), P)(分别为 Homgr_A(⋀(M)\bigwedge(M), P))公式 (44) 中也有 x1⊗x2⊗⋯⊗xpx_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_p 替换为 x1x2…xpx_1 x_2 \ldots x_p(分别为 x1∧x2∧⋯∧xpx_1 \wedge x_2 \wedge \cdots \wedge x_p)。对于 p≤np \leq n,(45) 定义中的相同代换 对称 (n - p)-线性映射 f⊔(x1x2…xp)f \sqcup (x_1 x_2 \ldots x_p) 和 (x1x2…xp)⊔f(x_1 x_2 \ldots x_p) \sqcup f(分别为 交错的 (n - p)-线性映射

f⊔(x1∧x2∧⋯∧xp)and(x1∧x2∧⋯∧xp)⊔f). f \sqcup (x_1 \wedge x_2 \wedge \cdots \wedge x_p) \quad \text{and} \quad (x_1 \wedge x_2 \wedge \cdots \wedge x_p) \sqcup f).

当n=pn = p时,上述乘积等于MM上的常数函数等于f(x1,…,xp)f(x_1, \ldots, x_p)。

如果 u:M→Nu : M \to N 是AA-模同态,T(u):T(M)→T(N)T(u) : T(M) \to T(N) 是分级 AA-代数同态,那么根据我们上面所看到的,(T(u))∼(T(u))^\sim 是 (T(N),T(N))(T(N), T(N))-双模 HomgrA(T(N),P)\mathrm{Homgr}_A(T(N), P) 的 T(M)T(M) 同态(T(M),T(M))(T(M), T(M))-双模HomgrA(T(M),P)\mathrm{Homgr}_A(T(M), P),相对于环同态T(u)T(u)。 (S(u))∼(S(u))^\sim 和 (∧(u))∼(\wedge(u))^\sim 也有类似的结果。

7. 内部乘积:余代数的情况

令 E=⨁p≥0EpE = \bigoplus_{p \geq 0} E_p 为分级为余代数的共联想单位。然后我们知道(no. 2,命题 1 和 3),分级双E∗grE^{*\mathrm{gr}}(根据段落开头制定的毕业惯例)分级代数结构为型N\mathbf{N}超过AA,乘积两个这个代数的元素u,vu, v由uv=m∘(u⊗v)∘cuv = m \circ (u \otimes v) \circ c定义,其中c:E→E⊗AEc : E \to E \otimes_A E是余积和m:A⊗AA→Am : A \otimes_A A \to A定义乘法。在其他字中,如果对于x∈Ex \in E,c(x)=∑iyi⊗zic(x) = \sum_i y_i \otimes z_i,我们可以写(规范地识别A⊗AEA \otimes_A E和EE)

⟨x,uv⟩=(uv)(x)=∑iu(yi)v(zi)=v(∑iu(yi)zi)=v(((u⊗1E)∘c)(x))=⟨((u⊗1E)∘c)(x),v⟩. \langle x, uv \rangle = (uv)(x) = \sum_i u(y_i)v(z_i) = v\left( \sum_i u(y_i)z_i \right) = v(((u \otimes 1_E) \circ c)(x)) = \langle ((u \otimes 1_E) \circ c)(x), v \rangle.

这可以通过说解释为,对于E∗grE^{*\mathrm{gr}}中次数pp的所有uu齐次,E∗grE^{*\mathrm{gr}}中的左侧乘法e(u):v↦uve(u) : v \mapsto uv是自同态的分级转置次数−p-p

(46)(46)
i(u)=(u⊗1E)∘c i(u) = (u \otimes 1_E) \circ c
EE;因此,在上面的记号中,

(i(u))(x)=∑iu(yi)zi. (i(u))(x) = \sum_i u(y_i)z_i.

公式 (46) 还为每个元素 u∈E∗gru \in E^{*\mathrm{gr}} 定义元素 i(u)∈EndgrA(E)i(u) \in \mathrm{Endgr}_A(E);对于所有 x∈Ex \in E 和所有 u∈E∗gru \in E^{*\mathrm{gr}},我们写

(47)(47)
x⊥u=(i(u))(x) x \perp u = (i(u))(x)
因此,对于E∗grE^{*\mathrm{gr}}中的uu和vv,

⟨x,uv⟩=⟨x⊥u,v⟩. \langle x, uv \rangle = \langle x \perp u, v \rangle.

EE的元素x⊥ux \perp u被uu称为xx的右内部乘积。

这里,在xx上“操作”的元素uu再次被放置在x‾\underline{\phantom{x}}中水平线的自由端。

对于E∗grE^{*\mathrm{gr}}中的任意两个元素u,vu, v,

x(uv)‾=(xu‾)v‾, x \underline{\phantom{(uv)}} = (x \underline{\phantom{u}}) \underline{\phantom{v}},

其他字

i(uv)=i(v)∘i(u). i(uv) = i(v) \circ i(u).

如上令c(x)=∑iyi⊗zic(x) = \sum_i y_i \otimes z_i,从而x(uv)‾=∑i(uv)(yi)zix \underline{\phantom{(uv)}} = \sum_i (uv)(y_i)z_i。如果

c(yi)=∑jyij′⊗yij′′, c(y_i) = \sum_j y_{ij}' \otimes y_{ij}'',

然后

x(uv)‾=∑i,ju(yij′)v(yij′′)zi. x \underline{\phantom{(uv)}} = \sum_{i,j} u(y_{ij}')v(y_{ij}'')z_i.

另一方面,如果c(zi)=∑kzik′⊗zik′′c(z_i) = \sum_k z_{ik}' \otimes z_{ik}'',那么

(xu‾)v‾=∑i,ku(yi)v(zik′)zik′′. (x \underline{\phantom{u}}) \underline{\phantom{v}} = \sum_{i,k} u(y_i)v(z_{ik}')z_{ik}''.

现在,EE的共结合性表明 (no. 2, 命题 1)

∑i,jyij′⊗yij′′⊗zi=∑i,kyi⊗zik′⊗zik′′ \sum_{i,j} y_{ij}' \otimes y_{ij}'' \otimes z_i = \sum_{i,k} y_i \otimes z_{ik}' \otimes z_{ik}''

表达式(49)和(50)的等式源自以下事实:它们分别是(51)的左侧和右侧的像在线性映射ff下从E⊗E⊗EE \otimes E \otimes E到EE使得f(x⊗y⊗z)=u(x)v(y)zf(x \otimes y \otimes z) = u(x)v(y)z。

另一方面,我们记得(no. 2,命题 3),代数E∗grE^{*\mathrm{gr}}的单位元是线性形式e:x↦γ(x).1e : x \mapsto \gamma(x).1;因此

xe‾=∑iγ(yi)zi=x x \underline{\phantom{e}} = \sum_i \gamma(y_i)z_i = x

凭借余单位的定义。由于映射u↦i(u)u \mapsto i(u)是线性的,可以看出合成(u,x)↦xu‾(u, x) \mapsto x \underline{\phantom{u}}定义的外法则是EE上的*右*E∗grE^{*\mathrm{gr}}-模块结构。

同样,我们定义,对于所有u∈E∗gru \in E^{*\mathrm{gr}},EE的自同态

i′(u)=(1E⊗u)∘c i'(u) = (1_E \otimes u) \circ c

并且,对于所有 x∈Ex \in E,我们写

(i′(u))(x)=ux‾ (i'(u))(x) = u \underline{\phantom{x}}

而EE的这个元素被u*称为x的*左内部乘积。如上所示,外法则(u,v)↦u⊔x(u, v) \mapsto u \sqcup x定义*左E∗grE^{*\mathrm{gr}}模块结构*在EE上。而且,这两个结构是*相容的*的,在其他字,

(54)(54)
(u⊔x)⊓v=u⊔(x⊓v)(u \sqcup x) \sqcap v = u \sqcup (x \sqcap v)

E∗grE^{*\mathrm{gr}} (II, § 1, no. 14) 中的 u,vu, v。与上面相同的记号,(54)的左手边是∑i,ju(zi)v(yij′)yij′′\sum_{i,j} u(z_i)v(y_{ij}')y_{ij}'',右手边是∑i,kv(yi)u(zik′′)zik′\sum_{i,k} v(y_i)u(z_{ik}'')z_{ik}';它们的等式源自以下事实:它们是(51)的左侧和右侧在E⊗E⊗EE \otimes E \otimes E的线性映射gg下各自的像进入EE,使得g(x⊗y⊗z)=v(x)u(z)yg(x \otimes y \otimes z) = v(x)u(z)y。

因此可以看出,EE定义上的合成的两个外法则在这个集合上是一个(E∗gr,E∗gr)(E^{*\mathrm{gr}}, E^{*\mathrm{gr}})*-双模块*结构。

当余代数 EE 可交换时,则 u⊔x=x⊓uu \sqcup x = x \sqcap u 对于所有 x∈Ex \in E 和 u∈E∗gru \in E^{*\mathrm{gr}};当它是*反交换*(§ 4, no. 9)和u∈Ep∗u \in E_p^*和x∈Eqx \in E_q时,我们可以将c(x)=∑0≤j≤q(∑iyij⊗zi,q−j)c(x) = \sum_{0 \leq j \leq q} \left( \sum_i y_{ij} \otimes z_{i, q-j} \right)与yijy_{ij}和zijz_{ij}写在EjE_j中,对于所有jj,然后写成假设

∑izij⊗yi,q−j=(−1)j(q−j)∑iyij⊗zi,q−j.\sum_i z_{ij} \otimes y_{i, q-j} = (-1)^{j(q-j)} \sum_i y_{ij} \otimes z_{i, q-j}.

定义、x⊓u=∑0≤j≤q(∑iu(yij)zi,q−j)x \sqcap u = \sum_{0 \leq j \leq q} \left( \sum_i u(y_{ij})z_{i, q-j} \right) 和

u⊔x=∑0≤j≤q(∑iu(zi,q−j)yij).u \sqcup x = \sum_{0 \leq j \leq q} \left( \sum_i u(z_{i, q-j})y_{ij} \right).

作为 u(yij)=0u(y_{ij}) = 0(分别为 u(zi,q−j)=0u(z_{i, q-j}) = 0 除非 j=pj = p(分别为 q−j=pq - j = p),从上面可以看出 u⊔x=(−1)p(q−p)x⊓uu \sqcup x = (-1)^{p(q-p)} x \sqcap u。

最后,让ϕ:E→F\phi : E \to F成为*分级的余代数态射*;那么可以看出(no. 2)分级的转置tϕ:F∗gr→E∗grt\phi : F^{*\mathrm{gr}} \to E^{*\mathrm{gr}}是*分级的代数同态*;因此,对于F∗grF^{*\mathrm{gr}}中的x∈Ex \in E、u,vu, v,

⟨ϕ(x⊓tϕ(u)),v⟩=⟨x⊓tϕ(u),tϕ(v)⟩=⟨x,tϕ(u)tϕ(v)⟩=⟨x,tϕ(uv)⟩ \langle \phi(x \sqcap t\phi(u)), v \rangle = \langle x \sqcap t\phi(u), t\phi(v) \rangle = \langle x, t\phi(u)t\phi(v) \rangle = \langle x, t\phi(uv) \rangle
=⟨ϕ(x),uv⟩=⟨ϕ(x)⊓u,v⟩ = \langle \phi(x), uv \rangle = \langle \phi(x) \sqcap u, v \rangle

从而

(55)(55)
ϕ(x)⊓u=ϕ(x⊓tϕ(u));\phi(x) \sqcap u = \phi(x \sqcap t\phi(u));

和类似地

(56)(56)
u⊔ϕ(x)=ϕ(tϕ(u)⊔x).u \sqcup \phi(x) = \phi(t\phi(u) \sqcup x).

在其他字中,ϕ\phi 是 (E∗gr,E∗gr)(E^{*\mathrm{gr}}, E^{*\mathrm{gr}})*-bimodule* EE 到 (F∗gr,F∗gr)(F^{*\mathrm{gr}}, F^{*\mathrm{gr}})*-bimodule* FF 的 F∗grF^{*\mathrm{gr}}*-同态*,相对于环同态

tϕ:F∗gr→E∗gr. t\phi : F^{*\mathrm{gr}} \to E^{*\mathrm{gr}}.

例 0687

特别地,当E是余代数T(M)、S(M)或对于A-模M(no. 1、例5、6和7)的Λ(M)\Lambda(M)之一时,可以应用以上内容。 为了明确地找到由此获得的双模结构,我们再次认同T(M)∗grT(M)^{*gr}(分别S(M)∗grS(M)^{*gr},Λ(M)∗gr\Lambda(M)^{*gr})中次数n的齐次元素f,具有*n线性形式*(分别*对称n线性形式*,分别*交错的n线性形式*,也称为 MnM^n 上的*n-形式*)。 表达乘积就足够了

(x1⊗x2⊗⋯⊗xp)◃f (resp. (x1x2…xp)◃f, (x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_p) \triangleleft f \text{ (resp. } (x_1 x_2 \ldots x_p) \triangleleft f,

分别。 (x1∧x2∧⋯∧xp)◃f(x_1 \wedge x_2 \wedge \cdots \wedge x_p) \triangleleft f对于M的元素的每个有限序列(xi)1≤i≤p(x_i)_{1 \leq i \leq p}以及左侧内部乘积的类似物。现在,no. 1的定义(46)和(52)以及公式(3)、(6)和(9)分别给出:

{(x1⊗x2⊗⋯⊗xp)◃f=f▹(x1⊗x2⊗⋯⊗xp)=0(x1x2…xp)◃f=f▹(x1x2…xp)=0for p<n.(x1∧x2∧⋯∧xp)◃f=f▹(x1∧x2∧⋯∧xp)=0 \begin{cases} (x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_p) \triangleleft f = f \triangleright (x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_p) = 0 \\ (x_1 x_2 \ldots x_p) \triangleleft f = f \triangleright (x_1 x_2 \ldots x_p) = 0 \quad \text{for } p < n. \\ (x_1 \wedge x_2 \wedge \cdots \wedge x_p) \triangleleft f = f \triangleright (x_1 \wedge x_2 \wedge \cdots \wedge x_p) = 0 \end{cases}

对于p≥np \geq n,我们分别有

(58) (x1⊗x2⊗⋯⊗xp)◃f=f(x1,…,xn)xn+1⊗⋯⊗xp(x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_p) \triangleleft f = f(x_1, \ldots, x_n)x_{n+1} \otimes \cdots \otimes x_p

(59) (x1x2…xp)◃f=∑σf(xσ(1),…,xσ(n))xσ(n+1)⋯xσ(p)(x_1 x_2 \ldots x_p) \triangleleft f = \sum_{\sigma} f(x_{\sigma(1)}, \ldots, x_{\sigma(n)})x_{\sigma(n+1)} \cdots x_{\sigma(p)}

(60) (x1∧x2∧⋯∧xp)◃f=∑σεσf(xσ(1),…,xσ(n))xσ(n+1)∧⋯∧xσ(p)(x_1 \wedge x_2 \wedge \cdots \wedge x_p) \triangleleft f = \sum_{\sigma} \varepsilon_{\sigma} f(x_{\sigma(1)}, \ldots, x_{\sigma(n)})x_{\sigma(n+1)} \wedge \cdots \wedge x_{\sigma(p)}

(其中,在(59)和(60)中,对置换 σ∈Sp\sigma \in \mathfrak{S}_p 进行求和,即 N\mathbf{N} 的每个区间* [1,n][1, n] 和 [n+1,p][n+1, p] 上的 *递增;并且类似地

(61) f▹(x1⊗x2⊗⋯⊗xp)=f(xp−n+1,…,xp)x1⊗x2⊗⋯⊗xp−nf \triangleright (x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_p) = f(x_{p-n+1}, \ldots, x_p)x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_{p-n}

(62) f▹(x1x2…xp)=∑σf(xσ(p−n+1),…,xσ(p))xσ(1)⋯xσ(p−n)f \triangleright (x_1 x_2 \ldots x_p) = \sum_{\sigma} f(x_{\sigma(p-n+1)}, \ldots, x_{\sigma(p)})x_{\sigma(1)} \cdots x_{\sigma(p-n)}

(63) f▹(x1∧x2∧⋯∧xp)=∑σεσf(xσ(p−n+1),…,xσ(p))xσ(1)∧⋯∧xσ(p−n)f \triangleright (x_1 \wedge x_2 \wedge \cdots \wedge x_p) = \sum_{\sigma} \varepsilon_{\sigma} f(x_{\sigma(p-n+1)}, \ldots, x_{\sigma(p)})x_{\sigma(1)} \wedge \cdots \wedge x_{\sigma(p-n)}

(其中,在(62)和(63)中,对置换 σ∈Sp\sigma \in \mathfrak{S}_p 进行求和,即 N\mathbf{N} 的每个区间* [1,p−n][1, p-n] 和 [p−n+1,p][p-n+1, p] 上的 *递增)。

8. 内部乘积:BIGEBRAS 案例

令 E 为分级 bigebra(或倾斜分级 bigebra)(no. 4,定义 3);然后是 nos 的结果。对于所有 x∈Ex \in E 和所有 u∈E∗gru \in E^{*\mathrm{gr}},6 和 7 可以应用于定义右侧(分别为左侧)内部乘积 x◃u∈Ex \triangleleft u \in E 和 u◃x∈E∗gru \triangleleft x \in E^{*gr}(分别为 u▹x∈Eu \triangleright x \in E 和 x▹u∈E∗grx \triangleright u \in E^{*gr})。这样在EE上就得到了(E,E)(E, E)双模结构和(E∗gr,E∗gr)(E^{*\mathrm{gr}}, E^{*\mathrm{gr}})双模结构。更远:

命题 9 0688

令EE为分级bigebra(分别为倾斜分级bigebra)。对于 EE 中次数 1 的每个元素 xx,内部乘积与 xx 的左、右内部乘积分别是代数的推导(反推导)(§10§ 10、no. 2) E∗grE^{*\mathrm{gr}}.

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 命题 5

被以下引用 注

在no. 6的记号中,对于分级bigebra(或倾斜分级bigebra)EE中*次数* 1的每个齐次元素xx,

c(x)=x⊗1+1⊗x, c(x) = x \otimes 1 + 1 \otimes x,
由 no. 3 的命题 5 以及 cc 是次数 0 的同态组成。首先假设 EE 是一个分级大数。对于所有y∈Ey \in E,由定义
⟨(uv)&x,y⟩=⟨uv,xy⟩=m((u⊗v)(c(xy))) \langle (uv) \mathbin{\&} x, y \rangle = \langle uv, xy \rangle = m((u \otimes v)(c(xy)))
由于 cc 是 代数 同态,c(xy)=c(x)c(y)c(xy) = c(x)c(y)。让c(y)=∑isi⊗tic(y) = \sum_i s_i \otimes t_i与sis_i和tit_i在EE中;因此
c(xy)=∑i(xsi)⊗ti+∑isi⊗(xti). c(xy) = \sum_i (xs_i) \otimes t_i + \sum_i s_i \otimes (xt_i).
因此⟨(uv)&x,y⟩=∑iu(xsi)v(ti)+∑iu(si)v(xti)\langle (uv) \mathbin{\&} x, y \rangle = \sum_i u(xs_i)v(t_i) + \sum_i u(s_i)v(xt_i)。但我们可以写
∑iu(xsi)v(ti)=m(((u&x)⊗v)(c(y)))=⟨(u&x)v,y⟩ \sum_i u(xs_i)v(t_i) = m(((u \mathbin{\&} x) \otimes v)(c(y))) = \langle (u \mathbin{\&} x)v, y \rangle
和类似地
∑iu(si)v(xti)=m((u⊗(v&x))(c(y)))=⟨u(v&x),y⟩, \sum_i u(s_i)v(xt_i) = m((u \otimes (v \mathbin{\&} x))(c(y))) = \langle u(v \mathbin{\&} x), y \rangle,
从而,返回记号i(x)i(x),持续内部乘积。
(64)(64)
(i(x))(uv)=((i(x))(u))v+u((i(x))(v))(i(x))(uv) = ((i(x))(u))v + u((i(x))(v))
这证明i(x)i(x)是E∗grE^{*\mathrm{gr}}中的*推导*。

现在假设 EE 是一个 skew 分级大数,即 u∈Ep∗u \in E_p^*、v∈Eq∗v \in E_q^* 和 y∈Ery \in E_r;那么我们可以写

c(y)=∑0≤j≤r(∑isij⊗ti,r−j) c(y) = \sum_{0 \leq j \leq r} \left( \sum_i s_{ij} \otimes t_{i,r-j} \right)
其中 sijs_{ij} 和 tijt_{ij} 属于至 EjE_j;通过 Eg⊗AEE^g \otimes_A E 中的乘积的定义,则
c(xy)=c(x)c(y)=∑0≤j≤r(∑i(xsij)⊗ti,r−j+(−1)j∑isij⊗(xti,r−j)) c(xy) = c(x)c(y) = \sum_{0 \leq j \leq r} \left( \sum_i (xs_{ij}) \otimes t_{i,r-j} + (-1)^j \sum_i s_{ij} \otimes (xt_{i,r-j}) \right)
这次从而
⟨(uv)&x,y⟩=∑0≤j≤r(∑iu(xsij)v(ti,r−j)+(−1)j∑iu(sij)v(xti,r−j)). \langle (uv) \mathbin{\&} x, y \rangle = \sum_{0 \leq j \leq r} \left( \sum_i u(xs_{ij})v(t_{i,r-j}) + (-1)^j \sum_i u(s_{ij})v(xt_{i,r-j}) \right).

然后还有∑0≤j≤r(∑iu(xsij)v(ti,r−j))=⟨(u⊔x)v,y⟩\sum_{0 \leq j \leq r} \left( \sum_i u(x s_{ij}) v(t_{i,r-j}) \right) = \langle (u \sqcup x)v, y \rangle。另一方面,u(sij)=0u(s_{ij}) = 0除非j=−pj = -p,因此我们也可以写

∑0≤j≤r(−1)j(∑iu(sij)v(xti,r−j))=(−1)p⟨u(v⊔x),y⟩. \sum_{0 \leq j \leq r} (-1)^j \left( \sum_i u(s_{ij}) v(x t_{i,r-j}) \right) = (-1)^p \langle u(v \sqcup x), y \rangle.
因此我们结论
(i(x))(uv)=((i(x))(u))v+(−1)pu((i(x))(v)), (i(x))(uv) = ((i(x))(u))v + (-1)^p u((i(x))(v)),
在其他字i(x)i(x)中是E∗grE^{*gr}中的*反推导*。 EE中的次数1的元素xx与左内部乘积有关的断言也同样证明。

注 0689

(1) 令EE为AA和N,N′,N′′N, N', N''三个分级AA模的分级大数。设mm是N×N′N \times N'到N′′N''的AA双线性映射;对于u∈HomgrA(E,N)u \in \mathrm{Homgr}_A(E, N)和v∈HomgrA(E,N′)v \in \mathrm{Homgr}_A(E, N'),让u.vu.v表示将EE分级为N′′N''的同态m∘(u⊗v)∘cm \circ (u \otimes v) \circ c。另一方面,让i(x)i(x)表示AA-模块HomgrA(E,N)\mathrm{Homgr}_A(E, N)、HomgrA(E,N′)\mathrm{Homgr}_A(E, N')和HomgrA(E,N′′)\mathrm{Homgr}_A(E, N'')中的(右或左)内部乘积和x∈Ex \in E。那么,如果 xx 是次数* 1 的*,

(i(x))(u.v)=((i(x))(u)).v+u.((i(x))(v)) (i(x))(u.v) = ((i(x))(u)).v + u.((i(x))(v))
对于所有 u∈HomgrA(E,N)u \in \mathrm{Homgr}_A(E, N) 和 v∈HomgrA(E,N′)v \in \mathrm{Homgr}_A(E, N')。

在相同条件下,如果EE是斜分级大数且uu是次数pp的齐次,则

(i(x))(u.v)=((i(x))(u)).v+(−1)pu.((i(x))(v)). (i(x))(u.v) = ((i(x))(u)).v + (-1)^p u.((i(x))(v)).
证明与命题 9 相同。

(2) 与上述证明相同的论证,更一般地证明,对于所有x∈Ex \in E,如果c(x)=∑jxj′⊗xj′′c(x) = \sum_j x'_j \otimes x''_j,那么,对于E∗grE^{*gr}中的所有u,vu, v,“莱布尼茨公式”

(i(x))(uv)=∑j(i(xj′))(u).(i(xj′′))(v) (i(x))(uv) = \sum_j (i(x'_j))(u).(i(x''_j))(v)
成立。特别是,对于分级 bigebra EE 的每个“原始”元素,即 c(x)=x⊗1+1⊗xc(x) = x \otimes 1 + 1 \otimes x、i(x)i(x) 是 E∗grE^{*gr} 的 推导。

引用了 1

引用了 命题 9

命题 10 068A

令EE为分级bigebra(分别为倾斜分级bigebra)。对于 E∗grE^{*gr} 中次数 1 的每个元素 ff,左和右内部乘积是代数 EE 的推导(或反导数)。

引用了 1

引用了 命题 5

让x∈Ep,y∈Eqx \in E_p, y \in E_q(p≥1,q≥1p \geq 1, q \geq 1)。通过命题 5 of no. 3,我们可以写出

c(x)=x⊗1+∑1≤j≤p−1(∑ixij′⊗xij,p−j′′)+1⊗x c(x) = x \otimes 1 + \sum_{1 \leq j \leq p-1} \left( \sum_i x'_{ij} \otimes x''_{ij,p-j} \right) + 1 \otimes x
c(y)=y⊗1+∑1≤k≤q−1(∑iyi,k′⊗yi,q−k′′)+1⊗y c(y) = y \otimes 1 + \sum_{1 \leq k \leq q-1} \left( \sum_i y'_{i,k} \otimes y''_{i,q-k} \right) + 1 \otimes y

其中xij′x'_{ij}和xij′′x''_{ij}属于到EjE_j,yik′y'_{ik}和yik′′y''_{ik}到EkE_k。如果 EE 是分级大数,则 c(xy)=c(x)c(y)c(xy) = c(x)c(y) 属于到 E1⊗EE_1 \otimes E 的分量等于

∑ixi,1′⊗xi,p−1′′y+∑iyi,1′⊗xyi,q−1′′ \sum_i x'_{i,1} \otimes x''_{i,p-1}y + \sum_i y'_{i,1} \otimes xy''_{i,q-1}
因此定义
(xy)←f=∑if(xi,1′)xi,p−1′′y+∑if(yi,1′)xyi,q−1′′ (xy) \leftarrow f = \sum_i f(x'_{i,1})x''_{i,p-1}y + \sum_i f(y'_{i,1})xy''_{i,q-1}
=(x←f)y+x(y←f) = (x \leftarrow f)y + x(y \leftarrow f)
右内部乘积乘ff是*推导*。另一方面,如果 EE 是倾斜分级大数,则 c(xy)c(xy) 属于到 E1⊗EE_1 \otimes E 的分量等于
∑ixi,1′⊗xi,p−1′′y+(−1)p∑iyi,1′⊗xyi,q−1′′ \sum_i x'_{i,1} \otimes x''_{i,p-1}y + (-1)^p \sum_i y'_{i,1} \otimes xy''_{i,q-1}
这次我们得到
(xy)←f=(x←f)y+(−1)px(y←f) (xy) \leftarrow f = (x \leftarrow f)y + (-1)^p x(y \leftarrow f)
这表明 i(f)i(f) 是一个*反导数*。对于左边内部乘积 ff 的论证类似。

例 068B

命题 9 和 10 特别适用于分级 bigebra S(M)S(M) 和倾斜分级 bigebra Λ(M)\Lambda(M)。 S(M)S(M)(或S(M)∗grS(M)^{*gr})中的内部乘积乘以次数1的元素是*推导*,它*可与1另一个*交换,因为S(M)S(M)(或S(M)∗grS(M)^{*gr})是可交换的。

类似地,Λ(M)\Lambda(M)(或Λ(M)∗gr\Lambda(M)^{*gr})中次数 1 的内部乘积和元素是*反导数*,即*零平方*,对于元素的平方代数 Λ(M)\Lambda(M)(或Λ(M)∗gr\Lambda(M)^{*gr})中的次数 1 为零。

9. 内部乘积 T(M)T(M) 与 T(M∗)T(M^*)、S(M)S(M) 与 S(M∗)S(M^*)、Λ(M)\Lambda(M) 与 Λ(M∗)\Lambda(M^*) 之间

T(M)T(M)(分别S(M)S(M)、Λ(M)\Lambda(M))上的右内部乘积定义,以及代数T(M)∗grT(M)^{*gr}(分别S(M)∗grS(M)^{*gr}、Λ(M)∗gr\Lambda(M)^{*gr})上的右模结构 (no. 7,*例*)。 使用 no. 5 的典范同态 θT\theta_T(分别为 θS\theta_S、分别为 θΛ\theta_\Lambda),我们得出 T(M)T(M) 上的右T(M∗)T(M^*)模块结构 S(M)S(M) 上的右S(M∗)S(M^*)模块结构 Λ(M)\Lambda(M) 上的左Λ(M∗)\Lambda(M^*)模块结构。

这些结构中的任何一个外法则也表示为

(z∗,t)↦i(z∗)⋅t (z^*, t) \mapsto i(z^*) \cdot t

(滥用语言);在T(M)T(M)或S(M)S(M)的情况下,我们也写t≺z∗t \prec z^*而不是i(z∗).ti(z^*) . t;另一方面,我们在Λ(M)\Lambda(M)的情况下写为z∗≺tz^* \prec t,并说这是tt乘z∗z^*的*左*内部乘积,从那时起我们就有了一个*左*Λ(M∗)\Lambda(M^*)-模块律。对于次数nn的z∗z^*齐次和次数pp的tt齐次,如果p<np < n则为i(z∗).t=0i(z^*) . t = 0,并且对于xi∈Mx_i \in M(1≤i≤p1 \leq i \leq p),xj∗∈M∗x_j^* \in M^* (1≤j≤n1 \leq j \leq n)和p≥np \geq n,凭借no. 7的公式(58)、(59)和(60),

(66)i(x1∗⊗x2∗⊗⋯⊗xn∗).(x1⊗x2⊗⋯⊗xp) (66)\quad i(x_1^* \otimes x_2^* \otimes \cdots \otimes x_n^*) . (x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_p)
=(∏j=1n⟨xj∗,xj⟩)xn+1⊗⋯⊗xp = \left( \prod_{j=1}^n \langle x_j^*, x_j \rangle \right) x_{n+1} \otimes \cdots \otimes x_p
(67)i(x1∗x2∗…xn∗).(x1x2…xp)=∑σ(∏j=1n⟨xj∗,xσ(j)⟩)xσ(n+1)⋯xσ(p) (67)\quad i(x_1^* x_2^* \ldots x_n^*) . (x_1 x_2 \ldots x_p) = \sum_\sigma \left( \prod_{j=1}^n \langle x_j^*, x_{\sigma(j)} \rangle \right) x_{\sigma(n+1)} \cdots x_{\sigma(p)}
(68)i(x1∗∧x2∗∧⋯∧xn∗).(x1∧x2∧⋯∧xp) (68)\quad i(x_1^* \wedge x_2^* \wedge \cdots \wedge x_n^*) . (x_1 \wedge x_2 \wedge \cdots \wedge x_p)
=(−1)n(n−1)/2∑σεσ(∏j=1n⟨xj∗,xσ(j)⟩)xσ(n+1)∧⋯∧xσ(p) = (-1)^{n(n-1)/2} \sum_\sigma \varepsilon_\sigma \left( \prod_{j=1}^n \langle x_j^*, x_{\sigma(j)} \rangle \right) x_{\sigma(n+1)} \wedge \cdots \wedge x_{\sigma(p)}

其中,公式 (67) 和 (68),σ\sigma 穿过置换 σ∈Sp\sigma \in \mathfrak{S}_p 的集合,即在区间 {1,n}\{1, n\} 和 {n+1,p}\{n + 1, p\} 上的 递增。

我们还可以在内部乘积记号中写,

⟨t≺u∗,v∗⟩=⟨t,θT(u∗v∗)⟩for t∈T(M),u∗,v∗ in T(M∗) \langle t \prec u^*, v^* \rangle = \langle t, \theta_T(u^* v^*) \rangle \quad \text{for } t \in T(M), u^*, v^* \text{ in } T(M^*)
⟨t≺u∗,v∗⟩=⟨t,θS(u∗v∗)⟩for t∈S(M),u∗,v∗ in S(M∗) \langle t \prec u^*, v^* \rangle = \langle t, \theta_S(u^* v^*) \rangle \quad \text{for } t \in S(M), u^*, v^* \text{ in } S(M^*)
⟨v∗,u∗≺t⟩=⟨θΛ(u∗∧v∗),t⟩ for t∈Λ(M),u∗,v∗ in Λ(M∗). \langle v^*, u^* \prec t \rangle = \langle \theta_\Lambda(u^* \wedge v^*), t \rangle \text{ for } t \in \Lambda(M), u^*, v^* \text{ in } \Lambda(M^*).

我们留给读者的任务是明确找到左内部乘积的类似公式,这次使用公式(61)、(62)和(63)。

The above can be applied with MM replaced by its dual M∗M^*; M∗M^* must then be replaced by the bidual M∗∗M^{**} and T(M∗)T(M^*), for example, thus has a right module structure over the algebra T(M∗∗)T(M^{**}). 但是典范映射cM:M→M∗∗c_M : M \to M^{**}定义代数同态T(cM):T(M)→T(M∗∗)T(c_M) : T(M) \to T(M^{**}),通过它T(M∗)T(M^*)有一个*右*T(M)T(M)-*模*结构。 类似地,S(M∗)S(M^*)(分别Λ(M∗)\Lambda(M^*))有一个*右*S(M)S(M)-*模*(分别*左*Λ(M)\Lambda(M)-*模*)结构。 通过交换MM和M∗M^*的角色,直接从上面导出这些模的显式公式给出外法则。 注,对于所有x∈Mx \in M,i(x)i(x)始终是分级的代数S(M∗)S(M^*)(或Λ(M∗)\Lambda(M^*))的*推导*(或零平方*的反推导)。

命题 11 068C

典范同态* θT:T(M∗)→T(M)∗gr\theta_T : T(M^*) \to T(M)^{*gr}(分别θS:S(M)→S(M)∗gr\theta_S : S(M) \to S(M)^{*gr},分别θΛ:Λ(M∗)→Λ(M)∗gr\theta_\Lambda : \Lambda(M^*) \to \Lambda(M)^{*gr})*是右* T(M)T(M)-*模*(分别*右* S(M)S(M)-*模*,分别*左* Λ(M)\Lambda(M)-*模*) *同态.

引用了 1 · 被以下引用 2

引用了 推论, III § 10

被以下引用 习题 7, § 11, 命题 13

我们首先证明,对于 z∗∈T(M∗)z^* \in T(M^*) 和 t∈T(M)t \in T(M),

θT(z∗∧t)=θT(z∗)∧t. \theta_T(z^* \wedge t) = \theta_T(z^*) \wedge t.

由于MM是代数T(M)T(M)的生成的系统,所以当t=x∈Mt = x \in M时我们只需证明(69);此外,我们可以将注意力限制在z∗=x1∗⊗x2∗⊗⋯⊗xp∗z^* = x_1^* \otimes x_2^* \otimes \cdots \otimes x_p^*、xj∗∈M∗x_j^* \in M^*的情况,然后通过(66)将MM和M∗M^*的角色互换,z∗∧x=⟨x,x1∗⟩x2∗⊗⋯⊗xp∗z^* \wedge x = \langle x, x_1^* \rangle x_2^* \otimes \cdots \otimes x_p^*。因此,对于MM中的所有y2,…,ypy_2, \ldots, y_p,

⟨θT(z∗∧x),y2⊗y3⊗⋯⊗yp⟩=⟨x,x1∗⟩∏j=2p⟨yj,xj∗⟩=⟨θT(z∗),x⊗y2⊗⋯⊗yp⟩=⟨θT(z∗)∧x,y2⊗⋯⊗yp⟩ \begin{align*} \langle \theta_T(z^* \wedge x), y_2 \otimes y_3 \otimes \cdots \otimes y_p \rangle &= \langle x, x_1^* \rangle \prod_{j=2}^p \langle y_j, x_j^* \rangle \\ &= \langle \theta_T(z^*), x \otimes y_2 \otimes \cdots \otimes y_p \rangle \\ &= \langle \theta_T(z^*) \wedge x, y_2 \otimes \cdots \otimes y_p \rangle \end{align*}

从而 (69)。

其次,我们证明对于 z∗∈S(M∗)z^* \in S(M^*) 和 t∈S(M)t \in S(M),

θS(z∗∧t)=θS(z∗)∧t. \theta_S(z^* \wedge t) = \theta_S(z^*) \wedge t.

如上所述,我们可以将极限应用于案例 t=x∈Mt = x \in M。但更进一步,这里i(x)i(x)是S(M∗)S(M^*)的推导和S(M)∗grS(M)^{*gr}的推导。因此(§ 10, no. 7,命题 9 的推论)足以验证z∗=x∗∈M∗z^* = x^* \in M^*的(70),因为M∗M^*是S(M∗)S(M^*)的生成的系统;但这是微不足道的,两条边等于 ⟨x∗,x⟩\langle x^*, x \rangle。类似的论证证明关系

θ∧(t∧z∗)=t∧θ∧(z∗) \theta_\wedge(t \wedge z^*) = t \wedge \theta_\wedge(z^*)

对于z∗∈Λ(M∗)z^* \in \Lambda(M^*)和t∈Λ(M)t \in \Lambda(M):然后观察,对于x∈Mx \in M,i(x)i(x)是Λ(M∗)\Lambda(M^*)以及Λ(M)∗gr\Lambda(M)^{*gr}的反导数,并使用§ 10, no. 7,推论命题 9。左有一个类似的结果内部乘积。

10. 在有限生成自由模的情况下显式内部乘积形式

令MM为有限生成的自由AA模块,MM的(ei)1≤i≤n(e_i)_{1 \leq i \leq n}基和M∗M^*的(ei∗)1≤i≤n(e_i^*)_{1 \leq i \leq n}对偶基。对于{1,n}\{1, n\}的元素的每个有限序列s=(i1,…,ip)s = (i_1, \ldots, i_p),令es=ei1⊗ei2⊗⋯⊗eipe_s = e_{i_1} \otimes e_{i_2} \otimes \cdots \otimes e_{i_p}(或es∗=ei1∗⊗⋯⊗eip∗e_s^* = e_{i_1}^* \otimes \cdots \otimes e_{i_p}^*)。我们知道(§ 5, no. 5,定理 1)AA模块T(M)T(M)的ese_s形式基和AA模块的es∗e_s^*基 T(M∗)T(M^*)。如果s,ts, t是{1,n}\{1, n\}的元素的两个有限序列,令s.ts.t表示序列,如下获得:如果s=(i1,…,ip)s = (i_1, \ldots, i_p)和t=(j1,…,jq)t = (j_1, \ldots, j_q),则s.ts.t是序列(i1,…,ip,j1,…,jq)(i_1, \ldots, i_p, j_1, \ldots, j_q)与p+qp + q项。然后es.t=es⊗ete_{s.t} = e_s \otimes e_t。然后从 (66) 得出

{es∧et∗=0if s is not of the form t.uet.u∧et∗=eu. \begin{cases} e_s \wedge e_t^* = 0 & \text{if } s \text{ is not of the form } t.u \\ e_{t.u} \wedge e_t^* = e_u. \end{cases}

类似地,对称代数 S(M)S(M) 具有单项式 eαe^\alpha 的基集合以及单项式 e∗αe^{*\alpha} 的 α∈Nn\alpha \in \mathbf{N}^n (§ 6, no. 6, 定理 1) 和 S(M∗)S(M^*) 集合与 α∈Nn\alpha \in \mathbf{N}^n;回想一下(no. 5)uαu_\alpha,对于∣α∣=k|\alpha| = k,表示(Sk(M))∗(S^k(M))^*的基的元素,与Sk(M)S^k(M)的基(eα)∣α∣=k(e^\alpha)_{|\alpha|=k}对偶; uαu_\alpha,对于 α∈Nn\alpha \in \mathbf{N}^n,因此形式基等于 S(M)∗grS(M)^{*gr}。右内部乘积的定义在 S(M)∗grS(M)^{*gr} 中乘以 eβe^\beta 作为乘法的转置在 S(M)S(M) 中乘以 eβe^\beta 那么表明

{uα⊥eβ=0if α≱βuα⊥eβ=uα−βif α≥β. \begin{cases} u_\alpha \perp e^\beta = 0 & \text{if } \alpha \not\geq \beta \\ u_\alpha \perp e^\beta = u_{\alpha-\beta} & \text{if } \alpha \geq \beta. \end{cases}

(73)

类似地,由于 S(M)S(M) 在此与 S(M)∗grS(M)^{*gr} 的分级对偶规范一致,因此 i(uβ)i(u_\beta) 是 S(M)∗grS(M)^{*gr} 中 uβu^\beta 对乘法的分级转置,因此来自乘法表 (33) 基 (uα)(u_\alpha) 的 (no. 5) 我们推断

{eα⊥uβ=0if α≱βeα⊥uβ=(β,α−β)eα−βif α≥β. \begin{cases} e^\alpha \perp u_\beta = 0 & \text{if } \alpha \not\geq \beta \\ e^\alpha \perp u_\beta = (\beta, \alpha - \beta)e^{\alpha-\beta} & \text{if } \alpha \geq \beta. \end{cases}

(74)

S(M)S(M)的元素右内部乘积在S(M∗)S(M^*)的元素,这个乘积(no. 9)的定义和no. 5的公式(34)让我们从 (74) 公式推出

{eα⊥e∗β=0if α≱βeα⊥e∗β=α!(α−β)!eα−βif α≥β. \begin{cases} e^\alpha \perp e^{*\beta} = 0 & \text{if } \alpha \not\geq \beta \\ e^\alpha \perp e^{*\beta} = \frac{\alpha!}{(\alpha-\beta)!} e^{\alpha-\beta} & \text{if } \alpha \geq \beta. \end{cases}

(75)

S(M∗)S(M^*) 元素内部乘积与 S(M)S(M) 交换元素有类似的公式 MM 和 M∗M^* 的角色(因为M∗∗M^{**} 在这里被标识为 MM)。

注 068D

给出基 (ei)1≤i≤n(e_i)_{1 \leq i \leq n} 允许我们用多项式代数 A[X1,…,Xn]A[X_1, \ldots, X_n] (§ 6, no. 6) 来计算认同代数 S(M)S(M); 公式(75)表明内部乘积除以e∗αe^{*\alpha}只是微分算子Dα=D1α1D2α2…DnαnD^\alpha = D_1^{\alpha_1}D_2^{\alpha_2}\ldots D_n^{\alpha_n},其中Di=∂/∂XiD_i = \partial/\partial X_i对应1≤i≤n1 \leq i \leq n(§ 10, no. 11,例)。

最后考虑外部代数Λ(M)\Lambda(M),其具有元素eJe_J的基集合,其中JJ贯穿区间{1,n}\{1, n\}的子集的集合 N\mathbf{N}(§ 7, no. 8,定理1);同样,Λ(M∗)\Lambda(M^*)具有基元素eJ∗e_J^*。由公式 (68) of no. 9 得出

{eK∗∧eJ=0if K∉JeK∗∧eJ=(−1)p(p−1)/2ρK,J−KeJ−Kif K⊂J and p=Card⁡(K), \begin{cases} e_K^* \wedge e_J = 0 & \text{if } K \notin J \\ e_K^* \wedge e_J = (-1)^{p(p-1)/2} \rho_{K, J-K} e_{J-K} & \text{if } K \subset J \text{ and } p = \operatorname{Card}(K), \end{cases}

(76)

其中ρK,J−K\rho_{K, J-K}是由§ 7, no. 8的公式(19)定义的数。还有类似的公式,但MM和M∗M^*的角色互换。

引用了 4

引用了 III § 10. 。 推导, III § 6. 。对称代数, 定理 1, III § 7, III § 7. 。外观代数

11. 对于 nn 尺寸自由模 M,同构介于 ∧p(M)\wedge^p(M) 和 ∧n−p(M∗)\wedge^{n-p}(M^*) 之间

命题 12 068E

设M为维数n中的自由A-模;令e∈∧n(M)e \in \wedge^n(M)为元素,形成∧n(M)\wedge^n(M)的基,并令e∗e^*为∧n(M∗)\wedge^n(M^*)的元素,使得{(−1)n(n−1)/2θ∧(e∗)}\{(-1)^{n(n-1)/2} \theta_{\wedge}(e^*)\}为(∧n(M))∗(\wedge^n(M))^*中{e}\{e\}的对偶基。令ϕ:∧(M∗)→∧(M)\phi : \wedge(M^*) \to \wedge(M)为映射z↦z∧e∗z \mapsto z \wedge e^*和ϕ′:∧(M∗)→∧(M)\phi' : \wedge(M^*) \to \wedge(M)映射z∗↦z∗∧ez^* \mapsto z^* \wedge e。令ϕp\phi_p(分别ϕp′\phi'_p)为ϕ\phi(分别ϕ′\phi')到∧p(M)\wedge^p(M)(分别∧p(M∗)\wedge^p(M^*))的限制。然后:

(i) *映射ϕ\phi是左∧(M)\wedge(M)模块同构,映射ϕ′\phi'是左∧(M∗)\wedge(M^*)模块同构;此外,映射ϕ\phi和ϕ′\phi'是1另一个的倒数。

引用了 1 · 被以下引用 2

引用了 III § 7. 。外观代数

被以下引用 习题 14, § 11, 命题 15

(ii) *映射ϕp\phi_p是A-模∧p(M)\wedge^p(M)同构到A-模∧n−p(M∗)\wedge^{n-p}(M^*)且映射ϕp′\phi'_p是A-模∧p(M∗)\wedge^p(M^*)同构到A-模∧n−p(M)\wedge^{n-p}(M)。

(iii) *如果我们将u∈∧(M)u \in \wedge(M)和v∗∈∧(M∗)v^* \in \wedge(M^*)写成B(u,v∗)=⟨u,θ∧(v∗)⟩B(u, v^*) = \langle u, \theta_{\wedge}(v^*) \rangle,那么,对于u∗∈∧p(M∗)u^* \in \wedge^p(M^*)和v∗∈∧n−p(M∗)v^* \in \wedge^{n-p}(M^*),

B(ϕp′(u∗),v∗)=(−1)p(n−p)B(u∗,ϕn−p′(v∗)). B(\phi'_p(u^*), v^*) = (-1)^{p(n-p)} B(u^*, \phi'_{n-p}(v^*)).

ϕ\phi 是 ∧(M)\wedge(M) 线性且 ϕ′\phi' 是 ∧(M∗)\wedge(M^*) 线性这一事实是从公式 (u∧v)∧e∗=u∧(v∧e∗)(u \wedge v) \wedge e^* = u \wedge (v \wedge e^*) 和 (u∗∧v∗)∧e=u∗∧(v∗∧e)(u^* \wedge v^*) \wedge e = u^* \wedge (v^* \wedge e) (no. 6, 公式 (37)) 得出的,使用θ∧\theta_{\wedge} 是同构的事实∧(M∗)\wedge(M^*)到反代数到∧(M)∗\wedge(M)^*。另一方面,M 存在基 (ei)1≤i≤n(e_i)_{1 \leq i \leq n},使得

e=e1∧e2∧⋯∧enande∗=(−1)n(n−1)/2e1∗∧e2∗∧⋯∧en∗, e = e_1 \wedge e_2 \wedge \cdots \wedge e_n \quad \text{and} \quad e^* = (-1)^{n(n-1)/2} e_1^* \wedge e_2^* \wedge \cdots \wedge e_n^*,

其中(ei∗)(e_i^*)是基对数(ei)(e_i)。我们写I={1,n}I = \{1, n\};从 (76) 可以看出,对于 I 的每个子集 J 且 p 元素,

{ϕ(eJ)=(−1)n(n−1)/2+p(p−1)/2ρJ,I−JeI∗Jϕ′(eJ∗)=(−1)p(p−1)/2ρJ,I−JeI−J. \begin{cases} \phi(e_J) = (-1)^{n(n-1)/2 + p(p-1)/2} \rho_{J, I-J} e_I^* J \\ \phi'(e_J^*) = (-1)^{p(p-1)/2} \rho_{J, I-J} e_{I-J}. \end{cases}

这就证明了ϕ\phi和ϕ′\phi'是双射的;此外ρJ,I−JρI−J,J=(−1)p(n−p)\rho_{J, I-J} \rho_{I-J, J} = (-1)^{p(n-p)} (§ 7, no. 8, 公式 (21));如数

n(n−1)2+p(p−1)2+(n−p)(n−p−1)2+p(n−p)=n(n−1) \frac{n(n-1)}{2} + \frac{p(p-1)}{2} + \frac{(n-p)(n-p-1)}{2} + p(n-p) = n(n-1)

是偶数,因此 ϕ\phi 和 ϕ′\phi' 是 1 另一个的倒数。最后,要证明(77),只需取u∗=eJ∗u^* = e_J^*和v∗=eI−J∗v^* = e_{I-J}^*即可;验证也遵循θ∧\theta_{\wedge}、公式 (78) 和关系 ρJ,I−JρI−J,J=(−1)p(n−p)\rho_{J, I-J} \rho_{I-J, J} = (-1)^{p(n-p)} (§ 7, no. 8、公式 (21)) 的定义。 注对于 u∗∈∧p(M∗)u^* \in \wedge^p(M^*) 和 v∗∈∧n−p(M∗)v^* \in \wedge^{n-p}(M^*),

B(\phi_p'(u^*), v^*) 是 u∗∧v∗u^* \wedge v^* 相对于 Λn(M∗)\Lambda^n(M^*) 的基 {e∗}\{e^*\} 在符号范围内的系数。

命题 13 068F

假设记号为命题11,每自同态g为A-模M。

引用了 2 · 被以下引用 2

引用了 命题 11, 命题 8, III § 8

被以下引用 例, 命题 16

(79)(79)
(det⁡g)ϕ=Λ(tg)∘ϕ∘Λ(g).(\det g)\phi = \Lambda^{(tg)} \circ \phi \circ \Lambda(g).

显然Λ(tg)=θΛ−1∘(tΛ(g))∘θΛ\Lambda^{(tg)} = \theta_{\Lambda}^{-1} \circ (t\Lambda(g)) \circ \theta_{\Lambda};因为 Λ(g)\Lambda(g) 是代数 Λ(M)\Lambda(M) 的自同态和定义,对于所有

z∈Λ(M),θΛ(Λ(g)(z)⊥e∗)=θΛ(e∗)⊥θΛ(Λ(g)(z)),z \in \Lambda(M), \quad \theta_{\Lambda}(\Lambda(g)(z) \perp e^*) = \theta_{\Lambda}(e^*) \perp \theta_{\Lambda}(\Lambda(g)(z)),
我们从 no. 6 的公式 (42) 推断出
((θΛ−1∘(tΛ(g))∘θΛ)∘ϕ∘Λ(g))(z)=θΛ−1(tΛ(g)(θΛ(e∗))⊥z)=z⊥(Λ(tg)(e∗))=(det⁡g)(z⊥e∗)=(det⁡g)ϕ(z) ((\theta_{\Lambda}^{-1} \circ (t\Lambda(g)) \circ \theta_{\Lambda}) \circ \phi \circ \Lambda(g))(z) = \theta_{\Lambda}^{-1}(t\Lambda(g)(\theta_{\Lambda}(e^*)) \perp z) = z \perp (\Lambda^{(tg)}(e^*)) = (\det g)(z \perp e^*) = (\det g)\phi(z)
考虑到 § 8, no. 4、命题 8。

推出 068G

每自同构克E,*

(80)(80)
Λ(tg−1)=(det⁡g)−1ϕ∘(Λ(g))∘ϕ−1.\Lambda^{(tg^{-1})} = (\det g)^{-1}\phi \circ (\Lambda(g)) \circ \phi^{-1}.

被以下引用 1

被以下引用 命题 12, III § 8

12. 与 p 向量相关的子空间的应用

令 K 为域,E 向量空间超过 K。回想一下,每个 pp 向量 z∈Λp(E)z \in \Lambda^p(E) 都与 E 的有限维子空间 MzM_z 相关联,即 E 的最小的向量子空间 M,使得z∈Λp(M)z \in \Lambda^p(M)(§ 7, no. 2,命题 4 的推论)。

命题 14 068H

(i) *MzM_z在E∗E^*中的正交是x∗∈E∗x^* \in E^*的集合使得x∗⊥z=0x^* \perp z = 0。

引用了 1

引用了 定理 1, III § 7

(ii) 与z相关的子空间MzM_z是Λp−1(E∗)\Lambda^{p-1}(E^*)的映射λz:u∗↦u∗⊥z\lambda_z : u^* \mapsto u^* \perp z下的Λp−1(E∗)\Lambda^{p-1}(E^*)的像进入E。

令 N 表示像或 λz\lambda_z。对于 x∗∈E∗x^* \in E^* 和 u∗∈Λp−1(E∗)u^* \in \Lambda^{p-1}(E^*),

⟨θΛ(x∗),u∗⊥z⟩=⟨θΛ(u∗∧x∗),z⟩=(−1)p−1⟨θΛ(x∗∧u∗),z⟩=(−1)p−1⟨θΛ(u∗),x∗⊥z⟩. \langle \theta_{\Lambda}(x^*), u^* \perp z \rangle = \langle \theta_{\Lambda}(u^* \wedge x^*), z \rangle = (-1)^{p-1} \langle \theta_{\Lambda}(x^* \wedge u^*), z \rangle \\ = (-1)^{p-1} \langle \theta_{\Lambda}(u^*), x^* \perp z \rangle.
因此,为了使x∗x^*与N正交,x∗⊥zx^* \perp z与θΛ(Λ(E∗))\theta_{\Lambda}(\Lambda(E^*))正交是充分必要的。现在,后者条件相当于说即x∗⊥z=0x^* \perp z = 0;令 (eλ)λ∈L(e_{\lambda})_{\lambda \in L} 为 E 的基;给L一个总排序,可以看出(§ 7, no. 8,定理1),对于J来说,eJe_J经过L,形式的有限子集的集合F(L)\mathscr{F}(L) 基共Λ(E)\Lambda(E);然后从no. 5的公式(30)得出,元素θ∧(eJ∗)\theta_{\wedge}(e_J^*)在一个符号内是∧(E)\wedge(E)上相对于基(eJ)(e_J)的坐标形式; 从而我们的断言。

因此,N 的正交由 x∗∈E∗x^* \in E^* 组成,使得 x∗⊥z=0x^* \perp z = 0 并且 (i) 的结论将由 (ii) 得出。

我们首先显示N⊂MzN \subset M_z。令 M 为 E 的向量子空间,使得 z∈∧(M)z \in \wedge(M) 且令 j:M→Ej : M \to E 为典范嵌入;设μz\mu_z将∧p−1(M∗)\wedge^{p-1}(M^*)的映射v∗↦v∗⊥zv^* \mapsto v^* \perp z代入M;由公式 (60) of no. 7 可知存在正则因式分解

λz:∧p−1(E∗)→∧p−1(tj)∧p−1(M∗)→μzM→jE \lambda_z : \wedge^{p-1}(E^*) \xrightarrow{\wedge^{p-1}(t_j)} \wedge^{p-1}(M^*) \xrightarrow{\mu_z} M \xrightarrow{j} E

这通过MzM_z的定义证明了N⊂MN \subset M,从而证明了N⊂MzN \subset M_z。仍有待验证N=MzN = M_z。假设逆命题:则存在MzM_z和元素x∗∈E∗x^* \in E^*的基(ei)1≤i≤n(e_i)_{1 \leq i \leq n},使得⟨x∗,e1⟩=1,⟨x∗,ej⟩=0\langle x^*, e_1 \rangle = 1, \langle x^*, e_j \rangle = 0对应2≤j≤n2 \leq j \leq n,并且x∗x^*与N正交,因此x∗⊥z=0x^* \perp z = 0。我们写为z=∑HaHeHz = \sum_H a_H e_H,其中和用pp元素取代了{1,n}\{1, n\}的子集。通过 (68) (no. 9),

x∗⊥eH=0if 1∉Hx∗⊥e{1}∪H=eHif H⊂{2,n} x^* \perp e_H = 0 \quad \text{if } 1 \notin H \\ x^* \perp e_{\{1\} \cup H} = e_H \quad \text{if } H \subset \{2, n\}

这表明关系x∗⊥z=0x^* \perp z = 0意味着aH=0a_H = 0代表1∈H1 \in H。但这是不可能的,因为zz将属于变为∧p(M′)\wedge^p(M'),其中M′M'是e2,…,ene_2, \ldots, e_n生成的M的子空间。

13. 纯pp-向量。格拉斯曼尼亚人

设 K 为域,E 向量空间超过 K。如果pp-向量 z∈∧p(E)z \in \wedge^p(E) 为非零且 E 中存在向量 x1,…,xpx_1, \ldots, x_p 使得 z=x1∧x2∧⋯∧xpz = x_1 \wedge x_2 \wedge \cdots \wedge x_p,则称其为*纯*(或有时 可分解)。为此,与 zz 关联的子空间 MzM_z(对于 z≠0z \neq 0 来说总是维数 ≥p\geq p)*精确*为维数 pp(因为 ∧p(Mz)\wedge^p(M_z) 是维数1)。特别是,当 E 为维数 nn 时,每个*非零*标量、E=∧1(E)E = \wedge^1(E) 的每个非零元素、∧n(E)\wedge^n(E) 的每个非零元素都是*纯*。

命题 15 068I

令E为维数n的向量空间,并令e为∧n(E)\wedge^n(E)的元素≠0\neq 0(因此形成此向量空间的基)。令 ϕ:∧(E)→∧(E∗)\phi : \wedge(E) \to \wedge(E^*) 为与 e (no. 11, 命题 12) 关联的向量空间同构。如果 z 是 ∧p(E)\wedge^p(E) 的纯元素,则 ϕ(z)\phi(z) 是 ∧n−p(E∗)\wedge^{n-p}(E^*) 的纯元素,并且与 z 相关联的子空间和 ϕ(z)\phi(z) 是正交的。

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 命题 12

被以下引用 命题 16

案例 p=0p = 0 和 p=np = n 是微不足道的。因此假设1≤p≤n−11 \leq p \leq n - 1并令z=x1∧⋯∧xp≠0z = x_1 \wedge \cdots \wedge x_p \neq 0。那么 E 存在基 (ei)1≤i≤n(e_i)_{1 \leq i \leq n},使得 ei=xie_i = x_i 对应于 1≤i≤p1 \leq i \leq p 和 e=e1∧e2∧⋯∧ene = e_1 \wedge e_2 \wedge \cdots \wedge e_n。然后从no. 11的公式(78)得出ϕ(z)=±ep+1∗∧⋯∧en∗\phi(z) = \pm e_{p+1}^* \wedge \cdots \wedge e_n^*,从而命题。

推论 068J

如果 E 为维数 n,则每个非零 (n−1)(n-1) 向量 E 都是纯向量。

命题 16 068K

为了使 ⋀p(E)\bigwedge^p(E) 中的元素 z≠0z \neq 0 是纯净的,对于所有 u∗∈⋀p−1(E∗)u^* \in \bigwedge^{p-1}(E^*) 是必要且充分的,

引用了 3

引用了 命题 13, III § 7. 。外观代数, 命题 15

(u∗⊥z)∧z=0. (u^* \perp z) \wedge z = 0.

情况p=0p = 0很简单,我们假设p≥1p \geq 1。如果z=x1∧⋯∧xpz = x_1 \wedge \cdots \wedge x_p、公式 (68) (no. 9) 和n=p−1n = p - 1 则表明u∗⊥zu^* \perp z 是xix_i (1≤i≤p1 \leq i \leq p)、从而 (81) 的线性组合。另一方面,如果与zz关联的子空间MzM_z是维数>p> p,则考虑该子空间与n>pn > p的基(ej)1≤j≤n(e_j)_{1 \leq j \leq n}。从no. 11、命题 13 可以得出,对于某些u∗∈⋀p−1(E∗)u^* \in \bigwedge^{p-1}(E^*),每个eje_j 都是形式 u∗⊥zu^* \perp z,而关系 (81) 因此意味着1≤j≤n1 \leq j \leq n 的ej∧z=0e_j \wedge z = 0。由此可见,在表达式z=∑HaHeHz = \sum_H a_H e_H中(其中H通过{1,n}\{1, n\}的子集的集合与pp元素),所有系数aHa_H为零、从而z=0z = 0,与假设。

命题 16 的标准相当于当 u∗u^* 穿过 ⋀p−1(E∗)\bigwedge^{p-1}(E^*) 的 基 时写成条件 (81)。特别是,假设 E 为有限维 nn,并令 (ei)1≤i≤n(e_i)_{1 \leq i \leq n} 为 E 的基。条件 (81) 等价于条件

(82−(J,H))(82-(J, H))
⟨eJ∗,(eH∗⊥eI)∧z⟩=0 \langle e_J^*, (e_H^* \perp e_I) \wedge z \rangle = 0
对于{1,n}\{1, n\}的所有子集 J、H,使得Card(J)=p+1\mathrm{Card}(J) = p + 1和Card(H)=p−1\mathrm{Card}(H) = p - 1。现在,如果I和I'是{1,n}\{1, n\}的两个子集,其中pp元素、no. 10的公式(76)和乘法表(20) § 7, no. 8表明

⟨eJ∗,⟨eH∗⊥eI⟩∧eI′⟩=0 \langle e_J^*, \langle e_H^* \perp e_I \rangle \wedge e_{I'} \rangle = 0
除非 存在i∈{1,n}i \in \{1, n\}使得I−H={i}I - H = \{i\}和J−I′={i}J - I' = \{i\},在这种情况下

(83)(83)
⟨eJ∗,(eH∗⊥eI)∧eI′⟩=(−1)(p−1)(p−2)/2εi,J,H \langle e_J^*, (e_H^* \perp e_I) \wedge e_{I'} \rangle = (-1)^{(p-1)(p-2)/2} \varepsilon_{i, J, H}
其中εi,J,H=ρ{i},Hρ{i},I′\varepsilon_{i, J, H} = \rho_{\{i\}, H} \rho_{\{i\}, I'};那么可以说,对于i∈J∩CHi \in J \cap C H,εi,J,H\varepsilon_{i, J, H}等于+1+1,如果J的元素的数(<i< i)和H的元素的数(<i< i)具有*相同的奇偶性*,并且否则−1-1。

紧接着,如果我们写 z=∑IaIeIz = \sum_I a_I e_I,其中 I 穿过 {1,n}\{1, n\} 的子集的集合和 pp 元素,关系 (82–(J, H)) 等价于关系

∑i∈J∪CHεi,J,HaJ−{i}aH∪{i}=0. \sum_{i \in J \cup C_H} \varepsilon_{i, J, H} a_{J-\{i\}} a_{H \cup \{i\}} = 0.

关系(84)称为*草人的关系*;因此,这些是必要且充分的条件(当 J 用 p+1p + 1 元素描述子集的集合以及子集的 H 集合以及 p−1p - 1 元素 {1,n}\{1, n\}) 元素z≠0z \neq 0/⋀p(E)\bigwedge^p(E)*纯净*。

注关系 (84) 不是独立的。对于例、n=4n = 4 和 p=2p = 2,Grassmann 的关系约化到单个关系

a12a34−a13a24+a14a23=0. a_{12} a_{34} - a_{13} a_{24} + a_{14} a_{23} = 0.

令Dp(E)D_p(E)为*纯*pp向量的⋀p(E)\bigwedge^p(E)由……组成的子集;显然Dp(E)D_p(E)在uu和vv之间相对于等价关系是饱和的:“存在λ∈K∗\lambda \in K^*使得v=λuv = \lambda u”并且Dp(E)D_p(E)的两个元素u,vu, v在这个关系下是等价的当且仅当与它们相关联的E的子空间MuM_u和MvM_v是相同的。因此,我们因此获得了 E 的 p 维向量子空间* 的 集合的规范双射* 到 Dp(E)D_p(E) 的 像 Gp(E)G_p(E) 在与关联的射影空间 P(⋀p(E))\mathbf{P}(\bigwedge^p(E)) 上⋀p(E)\bigwedge^p(E)。 P(⋀p(E))\mathbf{P}(\bigwedge^p(E))的子集Gp(E)G_p(E)称为向量空间E的指标pp的*格拉斯曼*。当E是有限维且(ei)1≤i≤n(e_i)_{1 \leq i \leq n}是E的基时,指标的格拉斯曼pp是P(⋀p(E))\mathbf{P}(\bigwedge^p(E))的点的集合,其中齐次坐标(aI)(a_I)的系统(相对于⋀p(E)\bigwedge^p(E)的基(eI)(e_I))满足Grassmann的关系 (84)。

当E=KnE = K^n时,我们有时写为Gn,p(K)G_{n,p}(K)而不是Gp(Kn)G_p(K^n),所以Gn,1(K)=Pn−1(K)G_{n,1}(K) = P_{n-1}(K)。 映射M↦M0M \mapsto M^0,与KnK^n中的每个pp维子空间相关联E∗E^*中的*正交*子空间(与基的选择下的KnK^n对偶KnK^n的典范基)因此定义将Gn,p(K)G_{n,p}(K)的规范*双射*放到Gn,n−p(K)G_{n,n-p}(K)上; 命题 15 表明,这个双射是射影空间 P(⋀p(Kn))\mathbf{P}(\bigwedge^p(K^n)) 到射影空间 P(⋀n−p(Kn))\mathbf{P}(\bigwedge^{n-p}(K^n)) 的规范 同构 的 限制 到 Gn,p(K)G_{n,p}(K)。

习题

参见习题为 § 11。

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