Bourbaki

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§ 4。 张量积代数

从§ 4到§ 8(含),A表示交换环,并且,另外提及的除非,假设代数是结合且单位的,并且假设代数同态是单位的。

1. 张量积代数有限家族

A 始终表示交换环和单位元。设 (E_i)_{i \in I} 为 A-代数的有限族,并设 E = \bigotimes_{i \in I} E_i 为张量积 A-模 of A-模 E_i (II, § 3, no. 9)。我们将对 E 定义 A-代数结构。令 m_i: E_i \otimes_A E_i \to E_i 为A-线性映射,在 E_i (§ 1, no. 3) 上定义乘法。考虑A-线性映射

m′=⨂i∈Imi:⨂i∈I(Ei⊗AEi)→⨂i∈IEi=E; m' = \bigotimes_{i \in I} m_i: \bigotimes_{i \in I} (E_i \otimes_A E_i) \to \bigotimes_{i \in I} E_i = E;

复合映射

(⨂i∈IEi)⊗A(⨂i∈IEi)→τ⨂i∈I(Ei⊗AEi)→m′⨂i∈IEi \left( \bigotimes_{i \in I} E_i \right) \otimes_A \left( \bigotimes_{i \in I} E_i \right) \xrightarrow{\tau} \bigotimes_{i \in I} (E_i \otimes_A E_i) \xrightarrow{m'} \bigotimes_{i \in I} E_i

其中τ\tau是结合性同构(II, § 3, no. 9)是A-线性映射m:E⊗AE→Em : E \otimes_A E \to E;我们将看到 mm 定义是EE 上的(结合和单位)代数结构。因为,在显式执行由mm定义的乘法时,我们获得公式

(1)

(⨂i∈Ixi)(⨂i∈Iyi)=⨂i∈I(xiyi)for xi,yi in Ei and i∈I. \left( \bigotimes_{i \in I} x_i \right) \left( \bigotimes_{i \in I} y_i \right) = \bigotimes_{i \in I} (x_i y_i) \quad \text{for } x_i, y_i \text{ in } E_i \text{ and } i \in I.

因此,通过线性已经看出,如果eie_i是EiE_i的单位元,则e=⨂i∈Ieie = \bigotimes_{i \in I} e_i是EE的单位元。另一方面,每个EiE_i的结合性意味着关系

((⨂i∈Ixi)(⨂i∈Iyi))(⨂i∈Izi)=⨂i∈I(xiyizi)=(⨂i∈Ixi)((⨂i∈Iyi)(⨂i∈Izi)) \left( \left( \bigotimes_{i \in I} x_i \right) \left( \bigotimes_{i \in I} y_i \right) \right) \left( \bigotimes_{i \in I} z_i \right) = \bigotimes_{i \in I} (x_i y_i z_i) = \left( \bigotimes_{i \in I} x_i \right) \left( \left( \bigotimes_{i \in I} y_i \right) \left( \bigotimes_{i \in I} z_i \right) \right)

从而,根据线性度,关系x(yz)=(xy)zx(yz) = (xy)z对于EE中的所有x,y,zx, y, z。

定义 1 0608

给定一个族* (Ei)i∈I(E_i)_{i \in I} 的代数超过该族 AA、*张量积,用 ⨂i∈IEi\bigotimes_{i \in I} E_i 表示(或者,当 II 是N\mathbf{N}、E1⊗AE2⊗⋯⊗AEnE_1 \otimes_A E_2 \otimes \cdots \otimes_A E_n 的间隔{1,n}\{1, n\} 或简单地E1⊗E2⊗⋯⊗EnE_1 \otimes E_2 \otimes \cdots \otimes E_n 时) 通过给出由(1)定义的*AA*-模块*EiE_i*乘法的张量积获得代数。

引用了 1

引用了 II § 3. 。 张量积

关系 (1) 表明代数与EiE_i的*相反*张量积⨂i∈IEi0\bigotimes_{i \in I} E_i^0是反代数到⨂i∈IEi\bigotimes_{i \in I} E_i;特别是,如果 EiE_i 是*可交换的*,那么 ⨂i∈IEi\bigotimes_{i \in I} E_i 也是可交换的。

令 (Ei)i∈I(E_i)_{i \in I} 和 (Fi)i∈I(F_i)_{i \in I} 为具有相同有限索引集合 II 的两个AA-代数族。对于每个 i∈Ii \in I,令 fi:Ei→Fif_i : E_i \to F_i 为AA-代数同态。然后是AA-线性映射

f=⨂i∈Ifi:⨂i∈IEi→⨂i∈IFi f = \bigotimes_{i \in I} f_i : \bigotimes_{i \in I} E_i \to \bigotimes_{i \in I} F_i

是 A-代数同态,由 (1) 得出。

对于 II 中的每个划分 (Ij)j∈J(I_j)_{j \in J},结合性同构

⨂j∈J(⨂i∈IjEi)→⨂i∈IEi \bigotimes_{j \in J} \left( \bigotimes_{i \in I_j} E_i \right) \to \bigotimes_{i \in I} E_i

(II, § 3, no. 9) 也是 代数 同构,如下 (1) 及其定义。

当II是N\mathbf{N}的间隔[1,n][1, n]且所有代数EiE_i都等于相同的代数EE时,张量积代数⨂i∈IEi\bigotimes_{i \in I} E_i也用E⊗nE^{\otimes n}表示。

我们将把注意力集中在本号的其余部分。到两个代数的张量积的性质,留给读者将它们扩展到任意有限族的张量积的任务。

设E,FE, F是两个AA-代数;如果aa(或bb)是EE(或FF)的左理想,则E⊗AFE \otimes_A F中a⊗Aba \otimes_A b的典范像Im⁡(a⊗b)\operatorname{Im}(a \otimes b)是E⊗AFE \otimes_A F的左理想;用“右理想”或“双边理想”代替“左理想”,也有类似的结果。此外:

命题 1 0609

令E,FE, F为两个AA代数,且aa(或bb)为EE(或FF)的两侧理想。然后是规范的 AA-模块同构

引用了 2

引用了 推论 1, II § 3, 命题 6

(E/a)⊗(E/b)→(E⊗F)/(Im⁡(a⊗F)+Im⁡(E⊗b)) (E/a) \otimes (E/b) \to (E \otimes F)/(\operatorname{Im}(a \otimes F) + \operatorname{Im}(E \otimes b))

(II, § 3, no. 6,推论 1 至命题 6)*为代数同构*。

这是从 (1) 和定义给定 loc 得出的。引用。

推论 1 060A

设EE为AA代数,aa为AA的理想。那么AA-模块aEaE是EE的双面理想和规范的(A/a)(A/a)-模块同构

被以下引用 1

被以下引用 III § 10. 。 推导

(A/a)⊗AE→E/aE (A/a) \otimes_A E \to E/aE

是一个(A/a)(A/a)*-代数同构*。

推论 2 060B

如果 a,ba, b 是 AA 的两个理想,则 (A/a)⊗A(A/b)(A/a) \otimes_A (A/b) 与 A/(a+b)A/(a + b)* 自然同构。

推论 3 060C

令E,FE, F为两个AA代数,而aa为FF的湮没子所包含的AA的理想。那么 (A/a)(A/a)-代数 E⊗AFE \otimes_A F 与 (E/aE)⊗A/aF(E/aE) \otimes_{A/a} F* 是典型同构的。

命题 2 060D

令(Eλ)λ∈L(E_\lambda)_{\lambda \in L}和(Fμ)μ∈M(F_\mu)_{\mu \in M}为AA代数的两个族。 典范映射* (II, § 3, no. 7)

引用了 2

引用了 II § 3. 。 张量积, 命题 7, II § 3

(⨁λ∈LEλ)⊗A(⨁μ∈MFμ)→⨁(λ,μ)∈L×M(Eλ⊗AFμ) \left( \bigoplus_{\lambda \in L} E_\lambda \right) \otimes_A \left( \bigoplus_{\mu \in M} F_\mu \right) \to \bigoplus_{(\lambda, \mu) \in L \times M} (E_\lambda \otimes_A F_\mu)

是代数同构。

这紧接在E⊗FE \otimes F上的乘法的II, § 3, no. 7、命题7和定义。

命题 3 060E

令A,BA, B为两个交换环、φ:A→B\varphi : A \to B环同态和E,FE, F两个AA代数。然后是规范的 BB-模块同构

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 命题 3, II § 5

被以下引用 VIII § 15. 。 布劳尔群

φ∗(E)⊗Bφ∗(F)→φ∗(E⊗AF) \varphi^*(E) \otimes_B \varphi^*(F) \to \varphi^*(E \otimes_A F)

(II, § 5, no. 1, 命题 3) 是一个BB-代数同构。

命题 4 060F

令A,BA, B为两个交换环、ρ:A→B\rho : A \to B环同态、EE一个AA代数和FF一个BB代数。然后是规范的 AA-模块同构

ρ∗(F)⊗AE→ρ∗(F⊗Bρ∗(E)) \rho_*(F) \otimes_A E \to \rho_*(F \otimes_B \rho^*(E))
引用了 9

引用了 命题 6, II § 5, III § 1. 。 代数, 命题 7, II § 6, II § 3. 。 张量积, II § 4. 。 关系张量积和同态模之间, 命题 4, II § 4, III § 2. 。 例 / 代数, 推论 2, II § 3, 命题 7

(II, § 5, no. 2, 命题 6) 是AA-代数同构。

由于§ 1, no. 5,验证是微不足道的。

特别是,通过将标量的环BB限制为AA获得的B⊗AEB \otimes_A E上的AA-代数结构与代数B⊗AEB \otimes_A E的结构、张量积相同AA-代数BB和EE。

最后,如果(Ai,ϕji)(A_i, \phi_{ji})是交换环,(Ei,fji)(E_i, f_{ji})和(Fi,gji)(F_i, g_{ji})的直接系统,AiA_i-代数(§1§ 1,no. 6)和A=lim⁡→AiA = \lim \rightarrow A_i的两个直接系统,则规范的AA-模同构

lim⁡→(Ei⊗AiFi)→(lim⁡→Ei)⊗A(lim⁡→Fi) \lim \rightarrow (E_i \otimes_{A_i} F_i) \to (\lim \rightarrow E_i) \otimes_A (\lim \rightarrow F_i)

(II, § 6, no. 3, 命题 7) 也是一个AA-代数同构,由定义如下。

例张量积代数。 (1) 设AA为交换环和M,NM, N两个AA模; 典范映射

EndA(M)⊗AEndA(N)→EndA(M⊗AN) \text{End}_A(M) \otimes_A \text{End}_A(N) \to \text{End}_A(M \otimes_A N)

(II, § 4, no. 4) 是AA-代数同态,由II, § 3, no. 2、公式 (5) 如下。当MM或NN是有限生成的射影AA模时,我们知道这个同态是双射的(II, § 4, no. 4,命题4)。特别是,我们恢复了两个方阵中的张量积中的定义。

(2) 设S,TS, T为两个幺半群,以及幺半群SS和TT在环AA(III, § 2, no. 6)上的A(S)A^{(S)}和A(T)A^{(T)}代数;那么有一个规范的AA-代数同构

A(S)⊗AA(T)→A(S×T). A^{(S)} \otimes_A A^{(T)} \to A^{(S \times T)}.

元素es⊗ete_s \otimes e_t(分别e(s,t)e_{(s,t)}),其中ss穿过SS,tt穿过TT,形式基,A(S)⊗AA(T)A^{(S)} \otimes_A A^{(T)}凭借II, § 3, no. 7,推论2 命题 7(分别为A(S×T)A^{(S \times T)};所需的同构是通过映射es⊗ete_s \otimes e_t到e(s,t)e_{(s,t)}获得的,并且从定义得出,这确实是代数同构。

2. 通用刻画张量积代数

命题 5 060G

令(Ei)i∈I(E_i)_{i \in I}为AA代数的有限族,对于每个i∈Ii \in I,令eie_i为EiE_i的单位元。对于每个 i∈Ii \in I,令 ui:Ei→E=⨂i∈IEiu_i : E_i \to E = \bigotimes_{i \in I} E_i 为由下式定义的 AA 线性映射

ui(xi)=⨂jxj′with xi′=xi and xj′=ej for j≠i. u_i(x_i) = \bigotimes_j x'_j \quad \text{with } x'_i = x_i \text{ and } x'_j = e_j \text{ for } j \neq i.
引用了 1 · 被以下引用 7

引用了 E IV § 3. 普遍映射

被以下引用 § 4. 。 张量积代数, 定义 3, 推论, 推论, 注, 命题 8, 命题 5, III § 5

(i) *uiu_i 是 A\mathbf{A}-代数同构;此外,对于i≠ji \neq j,元素、ui(xi)u_i(x_i)和uj(xj)u_j(x_j)在E\mathbf{E}中是可置换的,对于所有xi∈Eix_i \in \mathbf{E}_i和xj∈Ejx_j \in \mathbf{E}_j,E\mathbf{E}由子代数ui(Ei)u_i(\mathbf{E}_i)的并生成。

(ii) 令F\mathbf{F}为A\mathbf{A}代数,对于所有i∈Ii \in \mathbf{I},令vi:Ei→Fv_i : \mathbf{E}_i \to \mathbf{F}为A\mathbf{A}代数同态,其中viv_i使得,对于i≠ji \neq j,vi(xi)v_i(x_i)且对于所有 xi∈Eix_i \in \mathbf{E}_i 和 xj∈Ejx_j \in \mathbf{E}_j,vj(xj)v_j(x_j) 在 F\mathbf{F} 中是可置换的。那么存在且仅有一个 A\mathbf{A}-代数同态 w:E→Fw : \mathbf{E} \to \mathbf{F} 使得

vi=w∘uifor all i∈I. v_i = w \circ u_i \quad \text{for all } i \in \mathbf{I}.

(i) 映射 uiu_i 是 E\mathbf{E} 上乘法的代数同态与定义。如果i≠ji \neq j,xi∈Ei,xj∈Ejx_i \in \mathbf{E}_i, x_j \in \mathbf{E}_j,那么

ui(xi)=⨂kxk′with xi′=xi,xk′=ek for k≠i, u_i(x_i) = \bigotimes_k x'_k \quad \text{with } x'_i = x_i, x'_k = e_k \text{ for } k \neq i,
uj(xj)=⨂kxk′′with xj′′=xj,xk′′=ek for k≠j. u_j(x_j) = \bigotimes_k x''_k \quad \text{with } x''_j = x_j, x''_k = e_k \text{ for } k \neq j.

显然,xk′xk′′=xk′′xk′x'_k x''_k = x''_k x'_k对于所有k∈Ik \in \mathbf{I},因此ui(xi)u_i(x_i)和uj(xj)u_j(x_j)在E\mathbf{E}中通过公式(1)(no. 1)在E\mathbf{E}中定义乘法进行通勤。 最后一个断言源自关系 ⨂ixi=∏i∈Iui(xi)\bigotimes_i x_i = \prod_{i \in \mathbf{I}} u_i(x_i)。

(ii) 对于每个 i∈Ii \in \mathbf{I},令 xix_i 为元素 / Ei\mathbf{E}_i。然后,乘积∏i∈Ivi(xi)\prod_{i \in \mathbf{I}} v_i(x_i)在F\mathbf{F}中独立于I\mathbf{I}上的任何排序进行定义,因为代数F\mathbf{F}是关联的并且元素vi(xi)v_i(x_i)是成对可置换的。 ∏i∈IEi\prod_{i \in \mathbf{I}} \mathbf{E}_i到F\mathbf{F}的映射(xi)i∈I→∏i∈Ivi(xi)(x_i)_{i \in \mathbf{I}} \to \prod_{i \in \mathbf{I}} v_i(x_i)显然是A\mathbf{A}-多重线性,因此存在一个且仅有一个A\mathbf{A}-线性映射w:E→Fw : \mathbf{E} \to \mathbf{F}使得

w(⨂ixi)=∏ivi(xi). w\left( \bigotimes_i x_i \right) = \prod_i v_i(x_i).

现在,所需的A\mathbf{A}-代数同态w:E→Fw : \mathbf{E} \to \mathbf{F}必须满足(5),这是从(4)和⨂ixi=∏i∈Iui(xi)\bigotimes_i x_i = \prod_{i \in \mathbf{I}} u_i(x_i)事实得出的。这就证明了ww的唯一性;仍有待证明由(5)定义的A\mathbf{A}-线性映射ww是A\mathbf{A}-代数同态并且满足(4)。 ww满足(4)的事实是显而易见的:将(5)应用于xj=ejx_j = e_j对于j≠ij \neq i的情况就足够了,我们得到w(ui(xi))=vi(xi)w(u_i(x_i)) = v_i(x_i)。最后,ww是代数同态,对于

w((⨂ixi)(⨂iyi))=w(⨂i(xiyi))=∏ivi(xiyi) w\left( \left( \bigotimes_i x_i \right) \left( \bigotimes_i y_i \right) \right) = w\left( \bigotimes_i (x_i y_i) \right) = \prod_i v_i(x_i y_i)
=∏i(vi(xi)vi(yi))=(∏ivi(xi))⋅(∏ivi(yi)) = \prod_i (v_i(x_i) v_i(y_i)) = \left( \prod_i v_i(x_i) \right) \cdot \left( \prod_i v_i(y_i) \right)

因为vi(xi)v_i(x_i)与vj(yj)v_j(y_j)通勤j≠ij \neq i;因此

ww((⨂ixi)(⨂iyi))=w(⨂ixi).w(⨂iyi) w w \left( \left( \bigotimes_i x_i \right) \left( \bigotimes_i y_i \right) \right) = w \left( \bigotimes_i x_i \right) . w \left( \bigotimes_i y_i \right)

根据线性,完成证明。

The ordered pair consisting of E and the canonical mapping ϕ:(xi)↦⨂ixi\phi : (x_i) \mapsto \bigotimes_i x_i of ∏iEi\prod_i E_i into E is a solution of the universal mapping problem (Set Theory, IV, § 3, no. 1) where Σ\Sigma is the species of A-algebra structure, the morphisms being the A-algebra homomorphisms and the α\alpha-mappings the mappings ∏iui\prod_i u_i of ∏iEi\prod_i E_i into an A-algebra such that the uiu_i are A-algebra homomorphisms and ui(xi)u_i(x_i) and uj(xj)u_j(x_j) commute for i≠ji \neq j, for all xi∈Eix_i \in E_i and xj∈Ejx_j \in E_j.

推论 060H

设* (Ei)i∈I,(Fi)i∈I(E_i)_{i \in I}, (F_i)_{i \in I} 为A-代数的两个有限族,并且对于所有 i∈Ii \in I,*设* fi:Ei→Fif_i : E_i \to F_i 为代数同态。如果 ui:Ei→⨂j∈IEj,vi:Fi→⨂j∈IFju_i : E_i \to \bigotimes_{j \in I} E_j, v_i : F_i \to \bigotimes_{j \in I} F_j 是典范同态、映射 f=⨂ifif = \bigotimes_i f_i (cf. no. 1) 是唯一的 A-代数同态,使得 f∘ui=vi∘fif \circ u_i = v_i \circ f_i 对于所有 i∈Ii \in I。

引用了 2

引用了 命题 5, III § 1. 。 代数

同态 gi=vi∘fig_i = v_i \circ f_i满足注,使得gi(xi)=vi(fi(xi))g_i(x_i) = v_i(f_i(x_i))和gj(xj)=vj(fj(xj))g_j(x_j) = v_j(f_j(x_j))通勤i≠ji \neq j、xi∈Eix_i \in E_i和xj∈Ejx_j \in E_j;然后应用命题5。

When, in 命题 5, 代数 F is assumed to be commutative, 假设 that vi(xi)v_i(x_i) and vj(xj)v_j(x_j) are permutable for i≠ji \neq j is automatically satisfied.因此,*当 F 是可交换的*时,存在规范的双射

HomA-alg.(⨂iEi,F)→∏iHomA-alg.(Ei,F), \text{Hom}_{A\text{-alg.}} \left( \bigotimes_i E_i, F \right) \to \prod_i \text{Hom}_{A\text{-alg.}} (E_i, F),

即与⨂iEi\bigotimes_i E_i的每一个同态ww关联到w∘uiw \circ u_i的F族中。

注,如果E是可交换的A-代数,则E⊗AFE \otimes_A F的环结构与F(E)F_{(E)}(§ 1, no. 5)相同。

3. 模以及超过张量积代数的多模块

定义 2 060I

设 E 为(单位)A-代数。左(或右)E 模块是 E 的底层环上的左(或右)模。

引用了 1

引用了 III § 1. 。 代数

除非另外提到,所有模和多模块都在本号中考虑。是左模和多模块。

如果 M 是 E 模块,同态 η:A→E\eta : A \to E (§ 1, no. 4),则 M 上的定义 A-模结构,称为 M 上 E 模块结构的底层;对于α∈A,s∈E,x∈M\alpha \in A, s \in E, x \in M,

α(sx)=s(αx)=(αs)x, \alpha(sx) = s(\alpha x) = (\alpha s)x,

因此,对于所有 s∈Es \in E,M 的位似 hs:x↦sxh_s : x \mapsto sx 是基础 A-模结构的自同态。相反,在 M 上赋予 E 模块结构相当于在 M 上赋予 A-模结构并将 E 的 A-代数同态 s↦hss \mapsto h_s 赋予EndA(M)\mathrm{End}_A(M)。

定义 3 060J

设E和F为两个(单位)A-代数和M集合,具有E模块结构和F模块结构。 M 在代数 E 和 F 上称为(左)双模,如果:

引用了 2 · 被以下引用 1

引用了 II § 1. 。 模, 命题 5

被以下引用 注, III § 10

(1) M 是 E 和 F 的基础环的双模 (II, § 1, no. 14); (2) M 上的 E 模块和 F 模块结构下的两个A-模结构是相同的。

后者条件表示如果e和e′e'分别是E和F的单位元,那么

(αe)x=(αe′)xfor α∈A,x∈M; (\alpha e)x = (\alpha e')x \quad \text{for } \alpha \in A, x \in M;

那么用αx\alpha x来表示两侧的公共的值。

也可以说,在 E 和 F 上给出 M 双模结构相当于在 M 上给出 A-模结构,并且还将 E 的两个 A-代数同态 s↦hs′s \mapsto h'_s 放入EndA(M)\mathrm{End}_A(M) 和 F 的 t↦ht′′t \mapsto h''_t 放入EndA(M)\mathrm{End}_A(M),这样hs′ht′′=ht′′hs′h'_s h''_t = h''_t h'_s 适用于所有 s∈Es \in E 和 t∈Ft \in F。因而,E⊗AFE \otimes_A F到EndA(M)\mathrm{End}_A(M)的(no. 2,命题5)A-代数同态u↦huu \mapsto h_u是规范导出的,使得hs⊗t=hs′ht′′=ht′′hs′h_{s \otimes t} = h'_s h''_t = h''_t h'_s对于s∈Es \in E和t∈Ft \in F。在其他字中,因此在M上定义了(E⊗AF)(E \otimes_A F)模块结构,据说它与E和F上给定的双模结构相关联,并且在该结构下

(s⊗t).x=s(tx)=t(sx)for s∈E,t∈F and x∈M. (s \otimes t).x = s(tx) = t(sx) \quad \text{for } s \in E, t \in F \text{ and } x \in M.

M 上给定的 E 模块和 F 模块结构可以通过标量的环的限制、相应的到两个典范同态 E→E⊗AFE \to E \otimes_A F 和 F→E⊗AFF \to E \otimes_A F 从此(E⊗AF)(E \otimes_A F) 模块结构导出。

相反,如果在 M 上给出一个 (E⊗AF)(E \otimes_A F) 模块结构,通过典范同态 E→E⊗AFE \to E \otimes_A F 和 F→E⊗AFF \to E \otimes_A F M 上的一个 E 模块结构和一个 F 模块结构,并且直接的 M 是代数 E 和 F 上的 双模 以及这两个结构并且给定(E⊗AF)(E \otimes_A F)-模块结构与此双模结构相关联。

因而,在代数 E 和 F 上,(E⊗AF)(E \otimes_A F) 模块和双模之间建立了一对一的对应。显然,对于相关的 (E⊗AF)(E \otimes_A F) 模块结构,M 的每个子双模都是子模,反之亦然。对于商、乘积、直和以及逆和直极限,也有类似的结果。最后,如果M′M'在代数E和F上是另一个双模并且f:M→M′f : M \to M'是双模同态,ff也是(E⊗AF)(E \otimes_A F)模同态,反之亦然。

显然右双模结构有相应的叙述,或者当例有左E模结构和右F模结构时;在这种情况下,我们谈论的是(E,F)(E, F)双模,并且给出这样的结构相当于在E和FoF^o上给出左双模结构。

例 060K

(1) 设B为A-代数; 环 B 具有规范的 (B, B)-双模结构 (II, § 1, no. 14, 例 1),并且,如果 e 是 B 的单位元,则对于所有 x∈Bx \in B 和所有 α∈A\alpha \in A ,(αe)x=x(αe)=αx(\alpha e)x = x(\alpha e) = \alpha x;因而,B 可以被认为是代数 B 和 BoB^o 的左双模(与 B 相反);因而,B 上的 (B, B)-双模结构与 (B ⊗ABo\otimes_A B^o)-模结构相关联,这样,对于 B 中的 b,xb, x 和 b′b',

(b⊗b′).x=bxb′ (b \otimes b').x = bx b'

右边是环 B 中的乘积。

(2) 设E和F为两个A-代数、e,e′e, e'各自的单位元,M为E模,N为F模;这些模结构定义在 M 双模结构上超过环 A 和 E,以及在 N 双模结构上超过环 A 和 F;因而,从这些推导出双模结构在环E和F上张量积M⊗ANM \otimes_A N,定义为

x.(m⊗n)=(x.m)⊗n,y.(m⊗n)=m⊗(y.n) x.(m \otimes n) = (x.m) \otimes n, \quad y.(m \otimes n) = m \otimes (y.n)

对于 x∈E,y∈F,m∈M,n∈Nx \in E, y \in F, m \in M, n \in N (II, § 3, no. 4);还可以看出,条件 (8) 成立,因此上述双模结构与M⊗ANM \otimes_A N上的(E⊗AF)(E \otimes_A F)模块结构相关联,这样

(x⊗y).(m⊗n)=(x.m)⊗(y.n) (x \otimes y).(m \otimes n) = (x.m) \otimes (y.n)

对于x∈E,y∈F,m∈M,n∈Nx \in E, y \in F, m \in M, n \in N。

特别是,采用 M=Es,Es⊗ANM = E_s, E_s \otimes_A N 具有规范的 (E⊗AF)(E \otimes_A F) 模块结构;另一方面,E⊗ANE \otimes_A N在规范上与E⊗A(Fd⊗FN)=(E⊗AF)⊗FNE \otimes_A (F_d \otimes_F N) = (E \otimes_A F) \otimes_F N相同,其中E⊗AFE \otimes_A F被认为具有由典范同态v:F→E⊗AFv : F \to E \otimes_A F定义的正确F模块结构;对于 E 中的 x,x′x, x',y∈F,n∈Ny \in F, n \in N、x′⊗nx' \otimes n 与 (x′⊗e′)⊗n(x' \otimes e') \otimes n 相同,(x⊗y).(x′⊗n′)=(xx′)⊗(y.n)(x \otimes y).(x' \otimes n') = (xx') \otimes (y.n) 与 ((xx′)⊗y)⊗n((xx') \otimes y) \otimes n 相同。因此,(E⊗AF)(E \otimes_A F)-模块Es⊗ANE_s \otimes_A N与通过同态vv(II, § 5, no. 1)将标量扩展到E⊗AFE \otimes_A F而从N派生的(E⊗AF)(E \otimes_A F)-模块进行标识。 N 到 Es⊗ANE_s \otimes_A N 的典范映射 n↦e⊗nn \mapsto e \otimes n 与 N 到 (E⊗AF)⊗FN(E \otimes_A F) \otimes_F N 的典范映射 n↦(e⊗e′)⊗nn \mapsto (e \otimes e') \otimes n 进行识别;这被称为 F-同态。

同样的记号,令P为右(E \otimes_A F)模;那么有一个规范的 Z 模同构

(11)

P⊗E⊗AF(Es⊗AN)→P⊗FN P \otimes_{E \otimes_A F} (E_s \otimes_A N) \to P \otimes_F N

其中,右侧 P 通过典范同态 vv 被视为右 F 模。因为 P 被规范地与 P⊗E⊗AF(E⊗AF)P \otimes_{E \otimes_A F} (E \otimes_A F) 和 (E⊗AF)⊗FN(E \otimes_A F) \otimes_F N 与 E⊗A(F⊗FN)E \otimes_A (F \otimes_F N) 以及E⊗ANE \otimes_A N 等同,从而建立了所述的同构(II, § 3, no. 8、命题 8 和 II, § 3, no. 4、命题 4)。

以上所有扩展到*多模块* (II, § 1, no. 14)。

引用了 5

引用了 例, II § 1, II § 3. 。 张量积, II § 5. 。标量的环的扩张, 命题 8, II § 3, II § 1. 。 模

4. 张量积代数超过域

设 K 是可交换的 域,E、F 是 K 上的两个代数,其各自的单位元 e,e′e, e' 均为*非零*。那么同态 ηE:K→E\eta_E : K \to E 和 ηF:K→F\eta_F : K \to F (§ 1, no. 3) 是单射,这使得我们可以用认同 K 和 E(分别是 F)的子域来表示。由u(x)=x⊗e′u(x) = x \otimes e'和v(y)=e⊗yv(y) = e \otimes y定义的典范同态u:E→E⊗KFu : E \to E \otimes_K F和v:F→E⊗KFv : F \to E \otimes_K F是*单射*(II, § 7, no. 9,命题19),并允许我们使用E⊗KFE \otimes_K F的*子代数*来计算认同E和F,两者都有单位元单位元e⊗e′e \otimes e'共E⊗KFE \otimes_K F。在E⊗KF,E∩F=KE \otimes_K F, E \cap F = K(II, § 7, no. 9,命题19)。

如果 E' 和 F' 分别是 E 和 F 的子代数,典范同态 E′⊗KF′→E⊗KFE' \otimes_K F' \to E \otimes_K F 是单射的,并且允许我们通过 E′∪F′E' \cup F' (II, § 7, no. 7, 命题 14) 生成认同 E′⊗KF′E' \otimes_K F' 和 E⊗KFE \otimes_K F 的子代数。

命题 6 060L

设 E、F 为 E(分别为 F)的交换域、K、C(分别为 D)子代数和 C'(分别为 D')上的两个非零代数,即 E 中的 C(分别为 F 中的 D)。那么 E \otimes_K F 中 C \otimes_K D 的中心化器就是 C' \otimes_K D'.

引用了 4 · 被以下引用 2

引用了 推论 1, II § 3, II § 7. 。 向量空间, 推出, II § 7, 命题 7

被以下引用 命题 1, 引理 3, VIII § 14

这都是约化验证C⊗KDC \otimes_K D(xi∈F,yi∈Fx_i \in F, y_i \in F)属于到C′⊗KD′C' \otimes_K D'的扶正器的元素z=∑ixi⊗yiz = \sum_i x_i \otimes y_i;我们知道

C′⊗KD′=(C′⊗KF)∩(E⊗KD′) C' \otimes_K D' = (C' \otimes_K F) \cap (E \otimes_K D')

(II, § 7, no. 7,命题 14 的推论)。 yiy_i 可以假设与 K 线性无关;对于所有x∈Cx \in C,必然(x⊗e′)z=z(x⊗e′)(x \otimes e')z = z(x \otimes e'),即∑i(xxi−xix)⊗yi=0\sum_i (xx_i - x_ix) \otimes y_i = 0,从而xxi=xixxx_i = x_ix,对于所有ii(II, § 3, no. 7,推论1至命题7);因此对于所有 ii 来说必然有xi∈C′x_i \in C',因此z∈C′⊗KFz \in C' \otimes_K F;类似地可以证明z∈E⊗KD′z \in E \otimes_K D',从而命题。

推论 060M

如果Z和Z'分别是E和F的中心,则E \otimes_K F 的中心是Z \otimes_K Z'*。

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 命题 5

被以下引用 注 1, VIII § 14

设E和F是代数G在交换域K上的两个子代数;假设 E 的每个元素与 F 的每个元素都可交换。那么典范嵌入 i:E→G,j:F→Gi : E \to G, j : F \to G 定义典范同态 h=i⊗j:E⊗KF→Gh = i \otimes j : E \otimes_K F \to G (no. 2, 命题 5) 使得

(i⊗j)(x⊗y)=xyfor x∈E,y∈F. (i \otimes j)(x \otimes y) = xy \quad \text{for } x \in E, y \in F.

定义 4 060N

给定代数G超过交换域K,G的两个子代数E,F被认为是线性不相交的超过K,如果它们满足以下条件:* (1) E 的每元素与 F 的每元素通勤; (2) *G 中的 E⊗KFE \otimes_K F 的典范同态是单射的。

命题 7 060O

设 G 在交换域 K 上代数,E、F 是 G 的两个子代数,使得 E 的每个元素与 F 的每个元素交换。对于 E 和 F 在 K 上线性不相交的,存在 E 在 K 上的基是充分必要的,这是一个自由G 的子集用于 G 上的右侧 F 模块结构。当情况如此时:* (i) 典范同态h:E⊗KF→Gh : E \otimes_K F \to G是E⊗KFE \otimes_K F的同构到E∪FE \cup F生成的G的子代数上; (二)E∩F=K;E \cap F = K; (iii) *E(或 F)在 K 上的每个自由子集都是 G 的自由子集及其右或左 F 模(或 E 模)结构。

引用了 2 · 被以下引用 2

引用了 推论 1, II § 3, 定理 2, II § 7

被以下引用 命题 4, 命题 6

叙述的条件显然是必要的,因为E在K上的每个基都是E⊗KFE \otimes_K F的基及其正确的F模结构(II, § 3, no. 7,推论1到命题7)。看出条件就足够了,注即h下E⊗KFE \otimes_K F的像H是G中和∑ixiyi=∑iyixi\sum_i x_i y_i = \sum_i y_i x_i的集合,其中xi∈Ex_i \in E和yi∈Fy_i \in F;如果 (aλ)(a_\lambda) 是 E 在 K 上的基,则 H 也是由 (aλ)(a_\lambda) 生成的(右或左)F 模 G 的子模。因此,叙述的条件意味着存在E的基(aλ)(a_\lambda),它也是F模H的基;由此可见 h 是单射的。 断言 (iii) 从以下事实得出:E 的每个自由子集都包含在 E 的基 (II, § 7, no. 1, 定理 2) 中。

推论 1 060P

为了使 E⊗KFE \otimes_K F 的典范同态成为双射,E 在 K 上存在基是(右或左)F 模 G 的基是必要且充分的。

推论 2 060Q

设 E、F 为 G 的两个子代数,K 上的有限秩,使得 E 的每个元素与 F 的每个元素交换。为了使 E 和 F 在 K 上线性不相交的,必要且充分的是 G 的子代数 H 由下式生成: E∪FE \cup F 是这样*

[H:K]=[E:K]⋅[F:K]. [H : K] = [E : K] \cdot [F : K].
这表示满射典范同态 h 的秩 : E \otimes_K F \to H 等于 E \otimes_K F 超过 K 的秩,这相当于说这个同态是双射 (II, § 7, No. 4, 命题9)。

引用了 1

引用了 命题 9, II § 7

5. 张量积代数的无限家族

设 A 为交换环且 (E_i)_{i \in I} 为(单位)A-代数的任意族。对于I的每个有限子集 J,令E_J表示代数的张量积⨂i∈JEi\bigotimes_{i \in J} E_i,指标i∈Ji \in J的E_i;设eie_i表示E_i的单位元和E_J的eJ=⨂i∈Jeie_J = \bigotimes_{i \in J} e_i单位元;让fJ,if_{J,i}表示典范同态Ei→EJE_i \to E_J对于i∈Ji \in J(no. 2,命题5)。如果 J, J' 是 I 的两个有限子集,使得 J⊂J′J \subset J'、同态 fJ′J:EJ→EJ′f_{J'J} : E_J \to E_{J'} 是规范导出的(no. 2、命题 5),对于所有的条件 fJ′J∘fJ,i=fJ′,if_{J'J} \circ f_{J,i} = f_{J',i} i∈Ji \in J。此外,fJ′Jf_{J'J}的唯一性意味着,如果J、J'、J''是I中的三个有限子集,使得J⊂J′⊂J′′J \subset J' \subset J'',则fJ′′J=fJ′′J′∘fJ′Jf_{J''J} = f_{J''J'} \circ f_{J'J}。在其他字中,(EJ,fJ′J)(E_J, f_{J'J})是A-代数的直接系统,其索引集合是I的有限子集的右有向集合F(I)\mathscr{F}(I)。

定义 5 060R

直接系统*(EJ,fJ′J)(E_J, f_{J'J})*的直极限E被称为A-代数*(Ei)i∈I(E_i)_{i \in I}家族的张量积。

如果 I 是有限的,则 E 等于 ⨂i∈IEi\bigotimes_{i \in I} E_i。通过滥用记号,即使I是无限的,E也可以用⨂i∈IEi\bigotimes_{i \in I} E_i来表示。

对于I的每个有限子集 J,令fJf_J表示典范同态⨂i∈JEi→⨂i∈IEi\bigotimes_{i \in J} E_i \to \bigotimes_{i \in I} E_i(写作fif_i而不是f{i}f_{\{i\}});如果 e 是 ⨂i∈IEi\bigotimes_{i \in I} E_i 的单位元,则对于所有 J∈F(I)J \in \mathscr{F}(I) 来说,fJ(eJ)=ef_J(e_J) = e。 直接的如果所有代数 E_i 都是可交换的,那么⨂i∈IEi\bigotimes_{i \in I} E_i 也是可交换的。

命题 8 060S

(i) 同态 fi:Ei→E=⨂k∈IEkf_i : E_i \to E = \bigotimes_{k \in I} E_k 对于两个指标 i,j 使得 i≠ji \neq j、fi(xi)f_i(x_i) 和 fj(xj)f_j(x_j) 通勤于 E 对于所有 xi∈Eix_i \in E_i 和 xj∈Ejx_j \in E_j; 进一步,E 由子代数fi(Ei)f_i(E_i)的并生成。

引用了 1 · 被以下引用 4

引用了 命题 5

被以下引用 推论, 注, III § 6. 。对称代数, 命题 9, III § 6

(ii) 设 F 为 A-代数,并且对于所有 i∈Ii \in I,*令* ui:Ei→Fu_i : E_i \to F 为 A-代数同态,使得对于 i≠ji \neq j、ui(xi)u_i(x_i) 和 uj(xj)u_j(x_j) 通勤 F 对于所有 xi∈Eix_i \in E_i 和 xj∈Ejx_j \in E_j。 那么存在且仅有一个A-代数同态u:E→Fu : E \to F*使得*ui=u∘fiu_i = u \circ f_i*对于所有*i∈Ii \in I。

(i) 因为,对于I、fi=fJ∘fJ,if_i = f_J \circ f_{J,i}的每一个有限子集 J,(i)中的第一个断言是从no. 2、命题 5得出的,取J包含 i和j;第二个也是从no. 2、命题 5 得出,考虑到当 J 穿过F(I)\mathscr{F}(I) 时,E 是fJ(EJ)f_J(E_J) 的并。

(ii) 对于I的每个有限子集 J,从no. 2、命题 5 可以得出,存在唯一同态 uJ:EJ→Fu_J : E_J \to F,使得uJ∘fJ,i=uiu_J \circ f_{J,i} = u_i对于所有i∈Ji \in J;从唯一性性质可以立即得出,对于J⊂J′J \subset J',uJ=uJ′∘fJ′Ju_J = u_{J'} \circ f_{J'J};在其他字中,uJu_J形式a 直接系统同态。 Let u=lim⁡→uJ:E→Fu = \lim \to u_J : E \to F; then by definition uJ=u∘fJu_J = u \circ f_J for every finite subset JJ of II and in particular ui=u∘fiu_i = u \circ f_i for all i∈Ii \in I; the uniqueness of uu follows from these relations and the fact that the fi(Ei)f_i(E_i) generate the algebra EE.

推论 060T

设* (Ei)i∈I, (Ei′)i∈I(E_i)_{i \in I},\ (E'_i)_{i \in I} 为两个族 AA*-代数,具有相同的索引集合,并且对于所有* i∈Ii \in I,*设* ui:Ei→Ei′u_i : E_i \to E'_i 为代数同态。那么存在一个且唯一的 AA*-代数同态* u:⨂i∈IEi→⨂i∈IEi′u : \bigotimes_{i \in I} E_i \to \bigotimes_{i \in I} E'_i 这样,对于所有 i∈Ii \in I,*图表

引用了 1 · 被以下引用 2

引用了 命题 8

被以下引用 命题 9, III § 6, 注, III § 7

Ei→uiEi′∣∣⨂i∈IEi→u⨂i∈IEi′ \begin{array}{ccc} E_i & \xrightarrow{u_i} & E'_i \\ | & & | \\ \bigotimes_{i \in I} E_i & \xrightarrow{u} & \bigotimes_{i \in I} E'_i \end{array}

可交换,fif_i 和 fi′f'_i 表示典范同态。

应用命题8至同态fi′∘uif'_i \circ u_i就足够了。

命题 8 的推论中定义的同态 uu 用⨂i∈Iui\bigotimes_{i \in I} u_i 表示。如果JJ是II中的任意一个子集,命题8可以应用于典范同态fi:Ei→⨂i∈IEi=Ef_i : E_i \to \bigotimes_{i \in I} E_i = E的族(fi)i∈J(f_i)_{i \in J};推导出典范同态EJ→EE_J \to E,也用fJf_J表示,并且当JJ是*有限*时,重合和同态如上所述表示。

现在让 (xi)i∈I(x_i)_{i \in I} 为 ∏i∈IEi\prod_{i \in I} E_i 的元素,这样族 (xi−ei)i∈I(x_i - e_i)_{i \in I} 有 有限支撑 HH。就是直接的,如果JJ和J′J'是II包含HH的两个有限子集,那么

fJ((xi)i∈J)=fJ′((xi)i∈J′). f_J((x_i)_{i \in J}) = f_{J'}((x_i)_{i \in J'}).

II的有限子集J⊃HJ \supset H的fJ((xi)i∈J)f_J((x_i)_{i \in J})的公共的值用⨂i∈Ixi\bigotimes_{i \in I} x_i表示。

命题 9 060U

让* (Ei)i∈I(E_i)_{i \in I} 成为 AA*的代数族,并且对于每个* i∈Ii \in I 让 BiB_i 成为 EiE_i的基 使得单位元 eie_i 属于到 BiB_i。 令BB*为形式*⨂i∈Ixi\bigotimes_{i \in I} x_i元素集合,*其中*(xi)(x_i)*贯穿*∏i∈IBi\prod_{i \in I} B_i*元素集合使得家庭*(xi−ei)(x_i - e_i) 有有限支撑。 那么BB*是代数*⨂i∈IEi\bigotimes_{i \in I} E_i*中的基*还有这个基包含单位元*ee。

引用了 3 · 被以下引用 1

引用了 II § 3. 。 张量积, II § 6. 。 模的逆与直极限, 推论, II § 6

被以下引用 定义 1, V § 13

对于II的每个有限子集JJ,令BJB_J为i∈Ji \in J(II, § 3, no. 9)的基BiB_i的EJ=⨂i∈JEiE_J = \bigotimes_{i \in J} E_i张量积的基。紧接着从定义得出,当JJ穿过F(I)\mathscr{F}(I)时,BB是fJ(BJ)f_J(B_J)的并,当J⊂J′J \subset J'时,fJ′,J(BJ)⊂BJ′f_{J',J}(B_J) \subset B_{J'};因此(BJ)(B_J)是EJE_J和B=lim⁡→BJB = \lim \rightarrow B_J的子集中的直接系统;然后从II, § 6, no. 2得出结论,推论到命题5。

基BB也称为i∈Ii \in I的基BiB_i的*张量积*;当命题 9 的条件满足时,对于II的每个子集JJ,典范同态fJ:EJ→E=⨂i∈IEif_J : E_J \to E = \bigotimes_{i \in I} E_i都是*内射*,因为如果BJB_J是EJE_J的基对于i∈Ji \in J的BiB_i的张量积,立即验证fJf_J到BJB_J的限制是单射的,并且映射BJB_J到BB的子集。

6. 交换引理

引理 1 060V

设AA为交换环,EE为AA代数,EE元素的(xi)1≤i≤n(x_i)_{1 \leq i \leq n}有限序列,(λi)1≤i≤n(\lambda_i)_{1 \leq i \leq n}有限序列 AA中的元素和EE中的yy元素;假设*

xiy=λiyxifor 1≤i≤n. x_i y = \lambda_i y x_i \quad \text{for } 1 \leq i \leq n.
然后
(x1x2…xn)y=(λ1λ2…λn)y(x1x2…xn). (x_1 x_2 \ldots x_n) y = (\lambda_1 \lambda_2 \ldots \lambda_n) y (x_1 x_2 \ldots x_n).

被以下引用 3

被以下引用 例, III § 11, 引理 2, 引理 3

引理对于n=1n = 1来说是微不足道的,我们通过归纳对n≥2n \geq 2进行论证。现在

(x1x2…xn)y=(x1…xn−1)(xny)=(x1…xn−1)(λnyxn)=λn((x1…xn−1)y)xn, (x_1 x_2 \ldots x_n) y = (x_1 \ldots x_{n-1})(x_n y) = (x_1 \ldots x_{n-1})(\lambda_n y x_n) = \lambda_n ((x_1 \ldots x_{n-1}) y) x_n,
通过归纳假设,等于
λn(λ1…λn−1)y(x1…xn−1)xn=(λ1…λn−1λn)y(x1…xn−1xn), \lambda_n (\lambda_1 \ldots \lambda_{n-1}) y (x_1 \ldots x_{n-1}) x_n = (\lambda_1 \ldots \lambda_{n-1} \lambda_n) y (x_1 \ldots x_{n-1} x_n),
从而引理。

引理 2 060W

设AA为交换环、EE一个AA代数以及(xi)1≤i≤n(x_i)_{1 \leq i \leq n}和(yi)1≤i≤n(y_i)_{1 \leq i \leq n}两个有限序列或EE的nn元素;假设对于 1≤j≤i≤n1 \leq j \leq i \leq n,*

xiyj=λijyjxiwith λij∈A. x_i y_j = \lambda_{ij} y_j x_i \quad \text{with } \lambda_{ij} \in A.
然后
(x1x2…xn)(y1y2…yn)=(∏i>jλij)(x1y1)(x2y2)…(xnyn). (x_1 x_2 \ldots x_n)(y_1 y_2 \ldots y_n) = \left( \prod_{i > j} \lambda_{ij} \right) (x_1 y_1)(x_2 y_2) \ldots (x_n y_n).

引用了 2 · 被以下引用 1

引用了 引理 1, I § 5. 。 群运行于集合

被以下引用 命题 10

引理对于n=1n = 1来说是微不足道的,我们再次通过归纳对nn争论n≥2n \geq 2。凭借引理1,

(x1…xn)(y1…yn)=x1(x2…xn)y1(y2…yn)=(∏i>1λi1)(x1y1)(x2…xn)(y2…yn) (x_1 \ldots x_n)(y_1 \ldots y_n) = x_1 (x_2 \ldots x_n) y_1 (y_2 \ldots y_n) = \left( \prod_{i > 1} \lambda_{i1} \right) (x_1 y_1)(x_2 \ldots x_n)(y_2 \ldots y_n)
然后应用归纳假设就可以得到(16)。

对于A\mathbf{A}的元素的每个家庭λ=(λij)\lambda = (\lambda_{ij}),以及1≤j<i≤n1 \leq j < i \leq n,以及每个置换σ∈Sn\sigma \in \mathfrak{S}_n,我们写

εσ(λ)=∏i>j, σ−1(i)<σ−1(j)λij=∏i<j, σ(i)>σ(j)λσ(i), σ(j). \varepsilon_\sigma(\lambda) = \prod_{i > j,\ \sigma^{-1}(i) < \sigma^{-1}(j)} \lambda_{ij} = \prod_{i < j,\ \sigma(i) > \sigma(j)} \lambda_{\sigma(i),\ \sigma(j)}.

观察到,当A=Z\mathbf{A} = \mathbf{Z}和λij=−1\lambda_{ij} = -1对于每个有序对(i,j)(i, j)使得1≤j<i≤n1 \leq j < i \leq n时,εσ(λ)\varepsilon_\sigma(\lambda)只是置换σ\sigma(I, § 5, no. 7)的签名εσ\varepsilon_\sigma。

引理 3 060X

令A\mathbf{A}为交换环,E\mathbf{E}一个A\mathbf{A}代数,E\mathbf{E}的元素的(xi)1≤i≤n(x_i)_{1 \leq i \leq n}有限序列,并假设对于每个有序对(i,j)(i, j) 整数使得1≤j<i≤n1 \leq j < i \leq n,

引用了 1 · 被以下引用 3

引用了 引理 1

被以下引用 例, III § 11, 命题 11, 命题 5, III § 7

xixj=λijxjxiwith λij∈A. x_i x_j = \lambda_{ij} x_j x_i \quad \text{with } \lambda_{ij} \in \mathbf{A}.

然后,对于每置换 σ∈Sn\sigma \in \mathfrak{S}_n,

xσ(1)xσ(2)⋯xσ(n)=εσ(λ)x1x2⋯xn. x_{\sigma(1)} x_{\sigma(2)} \cdots x_{\sigma(n)} = \varepsilon_\sigma(\lambda) x_1 x_2 \cdots x_n.

引理对于n=1n = 1和n=2n = 2来说是微不足道的;我们于nn乘归纳前往n≥3n \geq 3。如果 σ(n)=n\sigma(n) = n,关系 (19) 由归纳假设得出。因此,假设 σ(n)=k,k≠n\sigma(n) = k, k \neq n,并令 τ\tau 为 {1,n}\{1, n\} 的置换,定义为

{τ(i)=ifor i<kτ(i)=i+1for k≤i<nτ(n)=k. \begin{cases} \tau(i) = i & \text{for } i < k \\ \tau(i) = i + 1 & \text{for } k \leq i < n \\ \tau(n) = k. \end{cases}

设 π=τ−1∘σ\pi = \tau^{-1} \circ \sigma; 置换π\pi叶nn固定;现在σ=τ∘π\sigma = \tau \circ \pi,因此,写yi=xτ(i), yπ(i)=xσ(i)y_i = x_{\tau(i)},\ y_{\pi(i)} = x_{\sigma(i)}。如果i≠ni \neq n和j≠nj \neq n,关系π(i)>π(j)\pi(i) > \pi(j)和σ(i)>σ(j)\sigma(i) > \sigma(j)是等价的(因为τ\tau是{1,n−1}\{1, n-1\}到{1,n}\{1, n\}的严格递增的映射)。对于 i≠n,j≠ni \neq n, j \neq n 和 σ(i)>σ(j)\sigma(i) > \sigma(j),

yπ(i)yπ(j)=xσ(i)xσ(j)=λσ(i), σ(j)xσ(j)xσ(i)=λσ(i), σ(j)yπ(j)yπ(i) y_{\pi(i)} y_{\pi(j)} = x_{\sigma(i)} x_{\sigma(j)} = \lambda_{\sigma(i),\ \sigma(j)} x_{\sigma(j)} x_{\sigma(i)} = \lambda_{\sigma(i),\ \sigma(j)} y_{\pi(j)} y_{\pi(i)}

从而,由归纳假设(使用π(n)=n\pi(n) = n这一事实):

yπ(1)yπ(2)⋯yπ(n)=(∏i<j<n, σ(i)>σ(j)λσ(i), σ(j))y1y2⋯yn y_{\pi(1)} y_{\pi(2)} \cdots y_{\pi(n)} = \left( \prod_{i < j < n,\ \sigma(i) > \sigma(j)} \lambda_{\sigma(i),\ \sigma(j)} \right) y_1 y_2 \cdots y_n

那就是

xσ(1)xσ(2)⋯xσ(n)=(∏i<j<n, σ(i)>σ(j)λσ(i), σ(j))xτ(1)⋯xτ(n). x_{\sigma(1)} x_{\sigma(2)} \cdots x_{\sigma(n)} = \left( \prod_{i < j < n,\ \sigma(i) > \sigma(j)} \lambda_{\sigma(i),\ \sigma(j)} \right) x_{\tau(1)} \cdots x_{\tau(n)}.

现在

xτ(1)⋯xτ(n)=x1⋯xk−1xk+1⋯xnxk x_{\tau(1)} \cdots x_{\tau(n)} = x_1 \cdots x_{k-1} x_{k+1} \cdots x_n x_k

乘以引理 1,等于

(∏j>kλjk)x1⋯xn=(∏σ(i)>σ(n)λσ(i), σ(n))x1⋯xn. \left( \prod_{j > k} \lambda_{jk} \right) x_1 \cdots x_n = \left( \prod_{\sigma(i) > \sigma(n)} \lambda_{\sigma(i),\ \sigma(n)} \right) x_1 \cdots x_n.

最后,(20)和(21)给出

xσ(1)⋯xσ(n)=α⋅x1⋯xn x_{\sigma(1)} \cdots x_{\sigma(n)} = \alpha \cdot x_1 \cdots x_n

与

α=(∏i<j<n,σ(i)>σ(j)λσ(i),σ(j))⋅(∏i<n,σ(i)>σ(n)λσ(i),σ(n)) \alpha = \left( \prod_{i < j < n, \sigma(i) > \sigma(j)} \lambda_{\sigma(i), \sigma(j)} \right) \cdot \left( \prod_{i < n, \sigma(i) > \sigma(n)} \lambda_{\sigma(i), \sigma(n)} \right)
=∏i<j,σ(i)>σ(j)λσ(i),σ(j)=εσ(λ) = \prod_{i < j, \sigma(i) > \sigma(j)} \lambda_{\sigma(i), \sigma(j)} = \varepsilon_\sigma(\lambda)

完成引理 3 中的证明。

7. 张量积评分为代数相对于交换因子

定义 6 060Y

设* (Δi)i∈I(\Delta_i)_{i \in I} 是加法编写的可交换幺半群的有限族。 交换因子的系统在 Δi\Delta_i 与交换环 A\mathbf{A} 中的值 是映射 εij:Δi×Δj→A\varepsilon_{ij}: \Delta_i \times \Delta_j \to \mathbf{A} 系统,*其中* i∈Ii \in I, j∈Ij \in I、i≠ji \neq j 满足以下条件:

被以下引用 1

被以下引用 III § 10. 。 推导

(22)

εij(αi+αi′,βj)=εij(αi,βj)εij(αi′,βj) \varepsilon_{ij}(\alpha_i + \alpha'_i, \beta_j) = \varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j) \varepsilon_{ij}(\alpha'_i, \beta_j)
(23)
εij(αi,βj+βj′)=εij(αi,βj)εij(αi,βj′) \varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j + \beta'_j) = \varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j) \varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta'_j)
(24)
εij(αi,βj)εji(βj,αi)=1, \varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j) \varepsilon_{ji}(\beta_j, \alpha_i) = 1,

对于所有 αi,αi′\alpha_i, \alpha'_i 在 Δi\Delta_i,βj,βj′\beta_j, \beta'_j 在 Δj\Delta_j。

如果给定 I 的总排序,且 Δi\Delta_i 为群,则交换因子的系统是在 Δi\Delta_i 上定义的,方法是对每个有序对 (i,j)(i, j) 进行取值,使得 i<ji < j 为任意一个将 Δi×Δj\Delta_i \times \Delta_j 的 Z\mathbf{Z}-*双线性* 映射代入环 A\mathbf{A} 的 可逆 元素的 (乘法) Z\mathbf{Z}-模A∗\mathbf{A}^*,然后写入

εji(βj,αi)=(εij(αi,βj))−1 \varepsilon_{ji}(\beta_j, \alpha_i) = (\varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j))^{-1}

i<ji < j。

注,由于εij(αi,βj)\varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j)是可逆的,

εij(0,βj)=εij(αi,0)=1, \varepsilon_{ij}(0, \beta_j) = \varepsilon_{ij}(\alpha_i, 0) = 1,

凭借(22)和(23)。

例 060Z

(1) 交换因子的*平凡* 系统由 εij\varepsilon_{ij} 组成,使得 εij(αi,βj)=1\varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j) = 1 对于所有 i,ji, j、αi∈Δi\alpha_i \in \Delta_i、βj∈Δj\beta_j \in \Delta_j。

(2) 如果对所有i∈Ii \in I取A=Z\mathbf{A} = \mathbf{Z}和Δi=Z\Delta_i = \mathbf{Z},则通过取εij(αi,βj)=(−1)αiβj\varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j) = (-1)^{\alpha_i \beta_j}得到交换因子的系统。 注,这个数仅取决于αi\alpha_i和βj\beta_j的奇偶性,因此当某些Δi\Delta_i等于Z/2Z\mathbf{Z}/2\mathbf{Z}而其他Z\mathbf{Z}时,εij\varepsilon_{ij}可以被视为交换因子。

这两个例是应用中最常遇到的情况。

命题 10 0610

令 A\mathbf{A} 为交换环和 (Δi)i∈I(\Delta_i)_{i \in I} 有限族可交换幺半群的加法写法;对于每个 i∈Ii \in I 令 EiE_i 为型 Δi\Delta_i 的分级 A\mathbf{A} 代数。最后,令 (εij)(\varepsilon_{ij}) 为交换因子的系统与 A\mathbf{A} 中的值的Δi\Delta_i 之比。那么存在一个型 Δ=∏i∈IΔi\Delta = \prod_{i \in I} \Delta_i 的分级 A\mathbf{A}-代数 EE,并且对于每个 i∈Ii \in I 代数同态 hi:Ei→Eh_i : E_i \to E,具有以下属性:

引用了 5 · 被以下引用 8

引用了 II § 11. 。分级为模和环, III § 3. 。评分代数, I § 1. 。 律合成; 结合性; 交换律, 引理 2, E IV § 3. 普遍映射

被以下引用 § 4. 。 张量积代数, 注, 注, 推论 1, 命题 11, 命题 12, 命题 9, III § 6, III § 7. 。外观代数

(i) 如果ϕi:Δi→Δ\phi_i : \Delta_i \to \Delta为典范同态,则hih_i为同态 (II, § 11, no. 2),在其他字、hi(Eiαi)⊂Eϕi(αi)h_i(E_i^{\alpha_i}) \subset E^{\phi_i(\alpha_i)}中,其中(Eiαi)(E_i^{\alpha_i})和(Eα)(E^{\alpha})分别表示EiE_i和EE。

(ii) 如果 i≠ji \neq j 和 xix_i(分别为 xjx_j)是 EiE_i(分别为 EjE_j)和次数 αi∈Δi\alpha_i \in \Delta_i(分别为 βj∈Δj\beta_j \in \Delta_j)的齐次元素,那么

hi(xi)hj(xj)=εij(αi,βj)hj(xj)hi(xi). h_i(x_i) h_j(x_j) = \varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j) h_j(x_j) h_i(x_i).

(iii) 对于每个A\mathbf{A}-代数FF和同态fi:Ei→Ff_i : E_i \to F满足条件的每个系统

fi(xi)fj(xj)=εij(αi,βj)fj(xj)fi(xi), f_i(x_i) f_j(x_j) = \varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j) f_j(x_j) f_i(x_i),

其中i,j,xi,xj,αi,βji, j, x_i, x_j, \alpha_i, \beta_j如(ii)中所示,则存在且仅一个代数同态f:E→Ff : E \to F,使得fi=f∘hif_i = f \circ h_i对于所有i∈Ii \in I。此外,EE的底层A\mathbf{A}模块是张量积⨂i∈IEi\bigotimes_{i \in I} E_i。

考虑A-module\mathbf{A}\text{-module}E=⨂i∈IEiE = \bigotimes_{i \in I} E_i;它由子模EαE^{\alpha}的直和标识,其中,对于每个α=(αi)∈Δ\alpha = (\alpha_i) \in \Delta,我们写Eα=⨂i∈IEiαiE^{\alpha} = \bigotimes_{i \in I} E_i^{\alpha_i}; EαE^{\alpha} 因此形式在A\mathbf{A}-模块EE 上有型 Δ\Delta 的毕业。我们将在EE上进行定义*分级A\mathbf{A}-代数*结构,共型Δ\Delta。为此,让 II 得到全序;对于元素α=(αi),β=(βi)\alpha = (\alpha_i), \beta = (\beta_i)或Δ\Delta的每个有序对,我们必须首先将定义将Eα×EβE^{\alpha} \times E^{\beta}的A\mathbf{A}双线性映射到Eα+βE^{\alpha + \beta},或者将A\mathbf{A}线性映射mαβm_{\alpha \beta} Eα⊗AEβE^{\alpha} \otimes_{\mathbf{A}} E^{\beta} 变为Eα+βE^{\alpha + \beta}。我们将在条件之前定义mαβm_{\alpha \beta}

mαβ((⨂i∈Ixi)⊗(⨂i∈Iyi))=ε(α,β)⨂i∈I(xiyi) m_{\alpha \beta} \left( \left( \bigotimes_{i \in I} x_i \right) \otimes \left( \bigotimes_{i \in I} y_i \right) \right) = \varepsilon(\alpha, \beta) \bigotimes_{i \in I} (x_i y_i)

对于 xi∈Eiαi,yi∈Eiαix_i \in E_i^{\alpha_i}, y_i \in E_i^{\alpha_i},其中

ε(α,β)=∏i>jεij(αi,βj). \varepsilon(\alpha, \beta) = \prod_{i > j} \varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j).

(27) 的右侧显然属于到Eα+βE^{\alpha + \beta} 和映射 (x1,…,xn,y1,…,yn)↦ε(α,β)⨂i∈I(xiyi)(x_1, \ldots, x_n, y_1, \ldots, y_n) \mapsto \varepsilon(\alpha, \beta) \bigotimes_{i \in I} (x_i y_i) 是A\mathbf{A}-EiαiE_i^{\alpha_i} 和EiβiE_i^{\beta_i} (1≤i≤n1 \leq i \leq n) 的乘积中的多重线性。那么必须证明这样定义在E上的乘法是结合律;现在,如果γ=(γi)\gamma = (\gamma_i)是Δ\Delta的三分之一元素,zi∈Eiγi′z_i \in E_i^{\gamma_i'}是1≤i≤n1 \leq i \leq n,那么

((⨂ixi)(⨂iyi))(⨂izi)=ε(α+β,γ)ε(α,β)⨂i(xiyizi) \left( \left( \bigotimes_i x_i \right) \left( \bigotimes_i y_i \right) \right) \left( \bigotimes_i z_i \right) = \varepsilon(\alpha + \beta, \gamma) \varepsilon(\alpha, \beta) \bigotimes_i (x_i y_i z_i)
(⨂ixi)((⨂iyi)(⨂izi))=ε(α,β+γ)ε(β,γ)⨂i(xiyizi) \left( \bigotimes_i x_i \right) \left( \left( \bigotimes_i y_i \right) \left( \bigotimes_i z_i \right) \right) = \varepsilon(\alpha, \beta + \gamma) \varepsilon(\beta, \gamma) \bigotimes_i (x_i y_i z_i)

约化验证身份

ε(α+β,γ)ε(α,β)=ε(α,β+γ)ε(β,γ). \varepsilon(\alpha + \beta, \gamma) \varepsilon(\alpha, \beta) = \varepsilon(\alpha, \beta + \gamma) \varepsilon(\beta, \gamma).

但后者紧随关系而来

ε(α+β,γ)=ε(α,β)ε(β,γ) \varepsilon(\alpha + \beta, \gamma) = \varepsilon(\alpha, \beta) \varepsilon(\beta, \gamma)
ε(α,β+γ)=ε(α,β)ε(α,γ) \varepsilon(\alpha, \beta + \gamma) = \varepsilon(\alpha, \beta) \varepsilon(\alpha, \gamma)

直接的推论定义 (28) 和 (22) 和 (23)。

如果对于所有 i∈Ii \in I,eie_i 表示 EiE_i 的单位元,我们知道 eie_i 是次数 0 (§ 3, no. 1) 的齐次,因此 e=⨂i∈Ieie = \bigotimes_{i \in I} e_i 是次数 0 的齐次,并且由 (27) 得出, (28) 和关系

εij(αi,0)=εij(0,βj)=1 \varepsilon_{ij}(\alpha_i, 0) = \varepsilon_{ij}(0, \beta_j) = 1

ee 是 EE 的单位元,从而在所需评分的 A-代数结构的 EE 上完成定义。然后取hi(xi)=xi⊗⨂j≠iejh_i(x_i) = x_i \otimes \bigotimes_{j \neq i} e_j;为了验证EiE_i中的xi,xi′x_i, x_i'有hi(xixi′)=hi(xi)hi(xi′)h_i(x_i x_i') = h_i(x_i) h_i(x_i'),可以将注意力限制在xix_i和xi′x_i'齐次的情况,然后这个关系紧随(27)和关系εij(αi,0)=εij(0,βj)=1\varepsilon_{ij}(\alpha_i, 0) = \varepsilon_{ij}(0, \beta_j) = 1;同样的关系和(24)也证明了叙述的hih_i满足条件(i)和(ii)并且

⨂i∈Ixi=∏i∈Ihi(xi) \bigotimes_{i \in I} x_i = \prod_{i \in I} h_i(x_i)

其中右侧是 E 中有序序列 (hi(xi))i∈I(h_i(x_i))_{i \in I} 的乘积,在 I (I, § 1, no. 2) 上给定总排序(足以通过xix_i(假设同质)的数上的归纳进行论证,这与eie_i)。

尚待证明条件(iii); 注那个映射

(xi)i∈I↦∏i∈Ifi(xi), (x_i)_{i \in I} \mapsto \prod_{i \in I} f_i(x_i),

其中右侧是有序序列 (fi(xi))i∈I(f_i(x_i))_{i \in I} 的乘积,且在 II 上给定总排序,是 A-多重线性。那么存在且仅有一个 A-线性映射 f:E→Ff : E \to F 使得

f(⨂i∈Ixi)=∏i∈Ifi(xi). f\left( \bigotimes_{i \in I} x_i \right) = \prod_{i \in I} f_i(x_i).

显然f(e)f(e)是FF和f∘hi=fif \circ h_i = f_i的单位元;为了验证ff是代数同态,在其他字中f(x)f(y)=f(xy)f(x)f(y) = f(xy)对于EE中的x,yx, y,注意力可以通过线性限制于x=⨂i∈Ixix = \bigotimes_{i \in I} x_i和y=⨂i∈Iyiy = \bigotimes_{i \in I} y_i,xix_i(分别是对于所有 i∈Ii \in I,yiy_i)是次数 αi\alpha_i(分别是βi\beta_i)的同质。 关系待验证约化,由 (27) 得

(∏i∈Ifi(xi))(∏i∈Ifi(yi))=ε(α,β)∏i∈I(fi(xi)fi(yi)). \left( \prod_{i \in I} f_i(x_i) \right) \left( \prod_{i \in I} f_i(y_i) \right) = \varepsilon(\alpha, \beta) \prod_{i \in I} (f_i(x_i) f_i(y_i)).

但是,考虑到关系 (26),这是推论引理 2 no. 6。

显然,代数EE和典范映射ψ:⨂i∈IEi→E\psi : \bigotimes_{i \in I} E_i \to E构成*普遍映射问题*(*集合理论*,IV, § 3, no. 1)的解,其中Σ\Sigma是类 A-代数结构和α\alpha-映射 ∏ifi\prod_i f_i 从 ∏iEi\prod_i E_i 到 A-代数、满足条件 (26)。

对于II的固定总排序,在命题 10的证明中定义的分级代数EE将被称为该系列的*分级张量ε\varepsilon-产品型*Δ\Delta 代数型 Δi\Delta_i 的(Ei)i∈I(E_i)_{i \in I},将用ε⨂i∈IEi^{\varepsilon} \bigotimes_{i \in I} E_i表示(如果II的排序不会产生混淆);类似地,在命题 10 的证明中定义的同态f:E→Ff : E \to F将被表示为ε⨂i∈Ifi^{\varepsilon} \bigotimes_{i \in I} f_i。 同态 hih_i 被称为*规范*。当I={1,n}I = \{1, n\}和所有EiE_i等于相同的代数GG时,我们也写为εG⊗n^{\varepsilon} G^{\otimes n}。

注 0611

(1) 我们恢复no. 1中定义的代数的张量积(此外还有其因子的毕业张量积),对所有i,j,αii, j, \alpha_i和βj\beta_j取εij(αi,βj)=1\varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j) = 1。

(2)假设所有Δi\Delta_i都等于Z\mathbf{Z},写为εij(αi,βj)=(−1)αiβj\varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j) = (-1)^{\alpha_i \beta_j}; 张量ε\varepsilon-乘积ε⨂i∈IEi^{\varepsilon} \bigotimes_{i \in I} E_i相应的到交换因子的系统则称为分级代数EiE_i的*倾斜*张量积型Z\mathbf{Z}并用ε⨂i∈IEi^{\varepsilon} \bigotimes_{i \in I} E_i表示(或用E ε⊗AFE \ ^{\varepsilon} \otimes_A F表示两个代数,或用εG⊗n^{\varepsilon} G^{\otimes n}代替εG⊗n^{\varepsilon} G^{\otimes n})。

推论 1 0612

在命题 10的记号中,进一步假设F是型Δ\Delta的分级A-代数,并且每个fif_i是相对于ϕi:Δi→Δ\phi_i : \Delta_i \to \Delta的分级代数同态;那么f=ε⨂ifif = \varepsilon \bigotimes_i f_i就是分级的代数同态。

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 命题 10

被以下引用 推论 2

这直接从 ff 的定义以及以下事实得出:

∑i∈Iϕi(αi)=(αi) \sum_{i \in I} \phi_i(\alpha_i) = (\alpha_i)
由ϕi\phi_i的定义。

因此可以看出,(E,ψ)(E, \psi)也是另一个普遍映射问题的解,其中Σ\Sigma是类*分级A-代数*结构*型*Δ\Delta, 态射被分级为型 Δ\Delta 的代数同态和 α\alpha 映射映射 ∏ifi\prod_i f_i,其中,在加法到条件 (26) 中,假设 fif_i 是分级的代数同态相对于 ϕi\phi_i。

推论 2 0613

让*(Ei)i∈I,(Fi)i∈I(E_i)_{i \in I}, (F_i)_{i \in I}*是*A*代数的两个有限族,其中*EiE_i*和*FiF_i*分级为型*Δi\Delta_i*对于所有*i∈Ii \in I。 对于每个i∈Ii \in I,*让*gi:Ei→Fig_i : E_i \to F_i*成为型*Δi\Delta_i的分级代数同态。 然后,如果 hi:Ei→ε⨂i∈IEih_i : E_i \to \varepsilon \bigotimes_{i \in I} E_i 和 hi′:Fi→ε⨂i∈IFih'_i : F_i \to \varepsilon \bigotimes_{i \in I} F_i 是典范同态,则存在一个且仅有一个同态型 Δ\Delta、g:ε⨂i∈IEi→ε⨂i∈IFig : \varepsilon \bigotimes_{i \in I} E_i \to \varepsilon \bigotimes_{i \in I} F_i 的分级 A* 代数,使得* g∘hi=hi′∘gig \circ h_i = h'_i \circ g_i 对于所有 i∈Ii \in I。 此外,如果每个 gig_i 是双射,那么 gg 也是双射。

引用了 1

引用了 推论 1

将推论1应用到fi=hi′∘gif_i = h'_i \circ g_i就足够了,注意条件(26)然后从关系(25)应用到hi′h'_i。

推论2中定义的同态也用ε⨂igi\varepsilon \bigotimes_i g_i表示(如果不会引起混淆);如果对于每个i∈Ii \in I,GiG_i是型Δi\Delta_i的第三个分级A-代数,并且gi′:Fi→Gig'_i : F_i \to G_i是代数同态,则

(ε⨂igi′)∘(ε⨂igi)=ε⨂i(gi′∘gi), \left( \varepsilon \bigotimes_i g'_i \right) \circ \left( \varepsilon \bigotimes_i g_i \right) = \varepsilon \bigotimes_i (g'_i \circ g_i),
如下式(30)所示。

在型 Z\mathbf{Z} 的分级代数 倾斜 张量积的情况下,对于型的分级代数的同态 fi:Ei→Fif_i : E_i \to F_i,我们写 ε⨂ifi\varepsilon \bigotimes_i f_i 而不是 ε⨂ifi\varepsilon \bigotimes_i f_i Z\mathbf{Z};当I={1,2}I = \{1, 2\}时,这个同态也表示为f1ε⊗f2f_1 \varepsilon \otimes f_2;当I={1,n}I = \{1, n\}和所有EiE_i(或FiF_i)相等并且所有fif_i等于相同的同态ff时,我们写为εf⊗n\varepsilon f^{\otimes n}。

注 0614

在命题 10 的证明中,II 上的总排序被用于定义和张量积 ⨂i∈IEi\bigotimes_{i \in I} E_i 上的 A-模 代数 结构

E_i。如果 I 的顺序发生变化,另一个乘法结构会出现在 ⨂i∈IEi\bigotimes_{i \in I} E_i 上,但由此获得的新代数与上述规范“同构的”,因为两者都是相同普遍映射问题的解。对于例,当代数E1⊗εAE2E_1 \overset{\varepsilon}{\otimes}_A E_2的I={1,2}I = \{1, 2\}、典范同构到代数E2⊗εAE1E_2 \overset{\varepsilon}{\otimes}_A E_1映射x1⊗x2x_1 \otimes x_2到ε2,1(α,β)x2⊗x1\varepsilon_{2,1}(\alpha, \beta)x_2 \otimes x_1,其中x1x_1是次数的齐次α\alpha 和x2x_2 次数 β\beta 齐次。

令 J 为 I 的子集,对于每个 i∈Ji \in J,考虑典范同态 hi:Ei→ε⨂i∈IEi=Eh_i : E_i \to \varepsilon \bigotimes_{i \in I} E_i = E。由于关系 (25) 典范同态 h:E′=ε⨂i∈JEi→Eh : E' = \varepsilon \bigotimes_{i \in J} E_i \to E 是从这些同态规范地(通过命题 10)导出的,因此对于所有 i∈Ji \in J、hi′=h∘hih'_i = h \circ h_i、hi′h'_i 都是典范同态 Ei→E′E_i \to E'。对 I 上选择的 J 进行总排序,我们得到

h(⨂i∈Jxi)=∏i∈Ihi(xi)=⨂i∈Ixi′ h\left( \bigotimes_{i \in J} x_i \right) = \prod_{i \in I} h_i(x_i) = \bigotimes_{i \in I} x'_i

其中中间的项是*有序的序列*(hi(xi))i∈J(h_i(x_i))_{i \in J}的乘积,并且在右手中项,xi′=xix'_i = x_i代表i∈Ji \in J,xi′=eix'_i = e_i代表i∉Ji \notin J。

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 命题 10

被以下引用 推论

命题 11 0615

(张量 ε\varepsilon-产品的“结合性”)。 在命题 10 的记号中,设 (Jλ)λ∈L(J_\lambda)_{\lambda \in L} 为 I 的划分并写 Δλ′=∏i∈JλΔi\Delta'_\lambda = \prod_{i \in J_\lambda} \Delta_i 对于所有 λ∈L\lambda \in L。 Let Eλ′E'_\lambda be a graded tensor ε\varepsilon-product of type Δλ′\Delta'_\lambda of the family (Ei)i∈Jλ(E_i)_{i \in J_\lambda} for some total ordering chosen on JλJ_\lambda. 另一方面,对于 λ,μ\lambda, \mu 在 LL 和 λ≠μ\lambda \neq \mu,*我们写,对于* αλ′=(αi)i∈Jλ\alpha'_\lambda = (\alpha_i)_{i \in J_\lambda},βμ′=(βj)j∈Jμ\beta'_\mu = (\beta_j)_{j \in J_\mu},

ελμ′(αλ′,βμ′)=∏i∈Jλ,j∈Jμεij(αi,βj). \varepsilon'_{\lambda \mu}(\alpha'_\lambda, \beta'_\mu) = \prod_{i \in J_\lambda, j \in J_\mu} \varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j).
引用了 2 · 被以下引用 1

引用了 命题 10, 引理 3

被以下引用 命题 12

那么(ελμ′)(\varepsilon'_{\lambda \mu})*是交换因子的系统在*Δλ′\Delta'_\lambda*和值在*AA*并且存在且仅有一个型的分级代数*同态* Δ\Delta,v:ε′⨂λ∈LEλ′→ε⨂i∈IEiv : \varepsilon' \bigotimes_{\lambda \in L} E'_\lambda \to \varepsilon \bigotimes_{i \in I} E_i,*这样*

v(⨂λ∈L(⨂i∈Jλxi))=⨂i∈Ixi v\left( \bigotimes_{\lambda \in L} \left( \bigotimes_{i \in J_\lambda} x_i \right) \right) = \bigotimes_{i \in I} x_i

对于所有 (xi)∈∏i∈IEi(x_i) \in \prod_{i \in I} E_i,*前提是对I进行总排序,而诱导对每个* JλJ_\lambda 选择总排序,并且对于 λ<μ\lambda < \mu 在 LL、i∈Jλi \in J_\lambda 和 j∈Jμj \in J_\mu、i<ji < j。

事实上,交换因子的ελμ′\varepsilon'_{\lambda \mu}形式系统是微不足道的。让hi,λ:Ei→Eλ′h_{i,\lambda} : E_i \to E'_\lambda,hλ′:Eλ′→ε′⨂λ∈LEλ′h'_\lambda : E'_\lambda \to \varepsilon' \bigotimes_{\lambda \in L} E'_\lambda*为典范同态*(对于λ∈L\lambda \in L,i∈Jλi \in J_\lambda)*并写*hi′′=hλ′∘hi,λh''_i = h'_\lambda \circ h_{i,\lambda}; 凭借普遍映射问题的 解唯一性就足以证明 ε′⨂λ∈LEλ′\varepsilon' \bigotimes_{\lambda \in L} E'_\lambda 和命题 10 的 hi′′h''_i 满足条件。现在,对于所有 λ∈L\lambda \in L,令fλ′:Eλ′→Ff'_\lambda : E'_\lambda \to F 为唯一代数同态,使得 fλ′∘hi,λ=fif'_\lambda \circ h_{i,\lambda} = f_i 对于所有 i∈Jλi \in J_\lambda。我们证明,对于 λ≠μ\lambda \neq \mu,αλ′=(αi)i∈Jλ,βμ′=(βj)j∈Jμ\alpha'_\lambda = (\alpha_i)_{i \in J_\lambda}, \beta'_\mu = (\beta_j)_{j \in J_\mu},

fλ′(xλ′)fμ′(xμ′)=ελμ′(αλ′,βμ′)fμ′(xμ′)fλ′(xλ′) f'_\lambda(x'_\lambda)f'_\mu(x'_\mu) = \varepsilon'_{\lambda\mu}(\alpha'_\lambda, \beta'_\mu)f'_\mu(x'_\mu)f'_\lambda(x'_\lambda)

对于xλ′∈Eλ′x'_\lambda \in E'_\lambda(或xμ′∈Eμ′x'_\mu \in E'_\mu)同质的次数αλ′\alpha'_\lambda(或βμ′\beta'_\mu);通过线性,当xμ′=⨂i∈Jλxi,xμ′=⨂j∈Jμxj,xix'_\mu = \bigotimes_{i \in J_\lambda} x_i, x'_\mu = \bigotimes_{j \in J_\mu} x_j, x_i(或xjx_j)对于i∈Jλ,j∈Jμi \in J_\lambda, j \in J_\mu而言,在EiE_i(或EjE_j)中与次数αi\alpha_i(或βj\beta_j)同质时就足够了。但这是从公式 (30) 得出的,其中定义 no. 6 的 fλ′f'_\lambda 和引理 3,考虑到假设 (26) 和定义 (32)。因此,存在且仅有一个代数同态f:ε′⨂λ∈LEλ′→Ff : \varepsilon' \bigotimes_{\lambda \in L} E'_\lambda \to F,使得f∘hλ′=fλ′f \circ h'_\lambda = f'_\lambda适用于所有λ∈L\lambda \in L; 从而f∘hi′′=fif \circ h''_i = f_i对于所有i∈Ii \in I和ff的唯一性来说是微不足道的。

8. 张量积已评分代数相同型

假设no. 7、命题 10 的假设成立,进一步假设所有Δi\Delta_i都等于*相同的可交换幺半群*Δ0\Delta_0;然后我们可以考虑张量ε\varepsilon-产品ε⨂i∈IEi\varepsilon \bigotimes_{i \in I} E_i的*总毕业*型Δ0\Delta_0,与型Δ=Δ0I\Delta = \Delta_0^I的毕业相关代数(II, § 11, no. 1);我们称ε⨂i∈IEi\varepsilon \bigotimes_{i \in I} E_i为毕业,*分级为张量ε\varepsilon-家庭(Ei)i∈I(E_i)_{i \in I}的型*Δ0\Delta_0的产品,分级为代数的型Δ0\Delta_0。

始终保留no. 7的命题 10的记号,假设FF也是型*Δ0\Delta_0的*分级A-代数,并且fif_i是分级代数的*同态型* Δ0\Delta_0。那么 f:ε⨂i∈IEi→Ff : \varepsilon \bigotimes_{i \in I} E_i \to F 也是型* Δ0\Delta_0 的分级代数的 *同态:因为从公式 (30) (no. 7) 可以得出,如果 xix_i 是齐次的并且是次数 αi∈Δ0,⨂i∈Ixi\alpha_i \in \Delta_0, \bigotimes_{i \in I} x_i和∏i∈Ifi(xi)\prod_{i \in I} f_i(x_i)都是次数∑i∈Iαi∈Δ0\sum_{i \in I} \alpha_i \in \Delta_0的齐次。

因此可以说,ε⨂i∈IEi\varepsilon \bigotimes_{i \in I} E_i与型Δ0\Delta_0的总分级,与典范映射ψ\psi、解一起构成了第三个普遍映射问题,其中Σ\Sigma是*分级的类型* Δ0\Delta_0的A-代数、态射是型Δ0\Delta_0的分级代数的同态,α\alpha映射是映射∏ifi\prod_i f_i,其中, 加法至条件(26)(no. 7),假设每个fif_i是型Δ0\Delta_0的分级代数中的同态。

对于 I 的每个子集 J,典范同态 ε⨂i∈JEi→ε⨂i∈IEi\varepsilon \bigotimes_{i \in J} E_i \to \varepsilon \bigotimes_{i \in I} E_i (no. 7) 实际上是型 Δ0\Delta_0 的分级代数的同态,如下所示。

命题 12 0616

(张量ε\varepsilon的“结合性”-相同型的分级代数的产品)。 *对于记号 of 命题 10 of no. 7,假设所有Δi\Delta_i都等于同一个幺半群Δ0\Delta_0;设(Jλ)λ∈L(J_\lambda)_{\lambda \in L}为I中的划分。对于 no. 7 的命题 11 的记号,假设公式 (32) (no. 7) 的右侧仅取决于和 αλ′′=∑i∈Jλαi,βμ′′=∑j∈Jμβj\alpha''_\lambda = \sum_{i \in J_\lambda} \alpha_i, \beta''_\mu = \sum_{j \in J_\mu} \beta_j,对于每个不同的有序对 (λ,μ)(\lambda, \mu) 指标,全部αλ′∈Δλ′\alpha'_\lambda \in \Delta'_\lambda,全部βμ′∈Δμ′\beta'_\mu \in \Delta'_\mu;让 ελμ′′(αλ′′,βμ′′)\varepsilon''_{\lambda \mu}(\alpha''_\lambda, \beta''_\mu) 表示 (32) 的右侧。 *那么 (ελμ′′)(\varepsilon''_{\lambda \mu}) 是交换因子中的系统超过家庭 (Δλ′′)λ∈L(\Delta''_\lambda)_{\lambda \in L},其中 Δλ′′=Δ0\Delta''_\lambda = \Delta_0 代表所有 λ∈L\lambda \in L。 *如果Eλ′′E''_\lambda是张量ε\varepsilon-族(Ei)i∈Jλ(E_i)_{i \in J_\lambda}的型Δ0\Delta_0的积,则型的分级代数存在且仅有一个同构 Δ0\Delta_0,w:ε′′⨂λ∈LEλ′′→ε⨂i∈IEiw : \varepsilon'' \bigotimes_{\lambda \in L} E''_\lambda \to \varepsilon \bigotimes_{i \in I} E_i,这样

w(⨂λ∈L(⨂i∈Jλxi))=⨂i∈Ixi w \left( \bigotimes_{\lambda \in L} \left( \bigotimes_{i \in J_\lambda} x_i \right) \right) = \bigotimes_{i \in I} x_i
引用了 2

引用了 命题 10, 命题 11

前提是按no. 7、命题 11 中所述在JλJ_\lambda 和I 上选择总排序。

通过假设,对于Δ0\Delta_0中的γ,δ\gamma, \delta,ελμ′′(γ,δ)=εi0j0(γ,δ)\varepsilon''_{\lambda \mu}(\gamma, \delta) = \varepsilon_{i_0 j_0}(\gamma, \delta)对于一些i0∈Jλi_0 \in J_\lambda和一些j0∈Jμj_0 \in J_\mu,如通过考虑元素αλ′=(αi)i∈Jλ\alpha'_\lambda = (\alpha_i)_{i \in J_\lambda}和βμ′=(βj)j∈Jμ\beta'_\mu = (\beta_j)_{j \in J_\mu}使得αi0=γ,αi=0\alpha_{i_0} = \gamma, \alpha_i = 0对于i≠i0i \neq i_0,βj0=δ,βj=0\beta_{j_0} = \delta, \beta_j = 0对应j≠j0j \neq j_0;紧接着是交换因子的ελμ′′\varepsilon''_{\lambda \mu}形式系统。 证明的其余部分类似于命题 11 (no. 7) 并留给读者。

注当 Δ0=Z\Delta_0 = \mathbf{Z} 时,满足命题 12 的附加假设,并且 (εij)(\varepsilon_{ij}) 是,对于所有 i,ji, j 而言,因子 (εij(αi,βj))=1(\varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j)) = 1 的平凡系统,或系统因子由εij(αi,βj)=(−1)αiβj\varepsilon_{ij}(\alpha_i, \beta_j) = (-1)^{\alpha_i \beta_j}定义;在后一种情况下,公式 (32) 的右侧等于 (−1)γ(-1)^\gamma,其中

γ=∑i∈Jλ,j∈Jμαiβj=(∑i∈Jλαi)(∑j∈Jμβj). \gamma = \sum_{i \in J_\lambda, j \in J_\mu} \alpha_i \beta_j = \left( \sum_{i \in J_\lambda} \alpha_i \right) \left( \sum_{j \in J_\mu} \beta_j \right).

注 0617

(1) 设I为无限索引集合,Δ0\Delta_0为可交换幺半群;让(Δi)i∈I(\Delta_i)_{i \in I}表示家庭,使得Δi=Δ0\Delta_i = \Delta_0对于所有ii,并假设为I映射εij:Δi×Δj→A\varepsilon_{ij} : \Delta_i \times \Delta_j \to A满足条件的不同指标(i,j)(i, j)的每个有序对给出(22), (23)和(24)(no. 7);这也将被称为家庭* (Δi)(\Delta_i) 的*系统交换因子。考虑一个(Ei)i∈I(E_i)_{i \in I}等级为A-代数为型Δ0\Delta_0的家庭;对于I的每个有限子集 J,令EJE_J表示子族(Ei)i∈J(E_i)_{i \in J}的型* Δ0\Delta_0的*分级张量ε\varepsilon乘积(J上总排序的任意选择)。如果J,J'是I的两个有限子集,使得型Δ0\Delta_0的分级代数的J⊂J′J \subset J',典范同态,h_{J'J}:E_J \to E_{J'},已在上面定义,并且这些的唯一性属性同态立即证明,如果 J \子集 J' \子集 J'' 是 I 的三个有限子集,则 h_{J''J} = h_{J'J'} \circ h_{J'J}。因此,存在型 Δ0\Delta_0 (§ 3, no. 3) 的分级代数的直接系统 (E_J, h_{J'J}),其索引集合是有限子集的右侧有向集合 F(I)\mathfrak{F}(I) I。 型 Δ0\Delta_0 的分级代数,此直接系统 (§ 3, no. 3) 的*直极限*,称为型* Δ0\Delta_0 的*分级张量 ε\varepsilon-产品家庭(Ei)i∈I(E_i)_{i \in I};也用ε⨂i∈IEi\varepsilon \bigotimes_{i \in I} E_i表示。当所有Δi\Delta_i等于Z\mathbf{Z}和εij(ai,βj)=(−1)αiβj\varepsilon_{ij}(a_i, \beta_j) = (-1)^{\alpha_i \beta_j}时,张量积ε⨂i∈IEi\varepsilon \bigotimes_{i \in I} E_i也称为族(Ei)i∈I(E_i)_{i \in I}的*倾斜*张量积,并用g⨂i∈IEig \bigotimes_{i \in I} E_i表示。我们将制定证明命题的任务留给读者,它将 no. 7 的命题 10 推广到 I 无限的情况,因为 no. 5 的命题 8 推广了命题 5 no. 2 到I 无穷大的情况。 注ε⨂i∈IEi\varepsilon \bigotimes_{i \in I} E_i的底层A-模与no. 5中定义的非分级代数系列(Ei)i∈I(E_i)_{i \in I}的(非分级)张量积相同。

(2) 令E为型Δ0\Delta_0的分级A-代数(其中Δ0\Delta_0是可交换幺半群)和ρ:A→B\rho : A \to B环同态; ρ∗(E)\rho^*(E) (II, § 11, no. 5) 上的刻度与分级张量积 B⊗AEB \otimes_A E 上的刻度相同,其中B 具有平凡的刻度。

引用了 5

引用了 III § 3. 。评分代数, 命题 10, 命题 5, 命题 8, II § 11. 。分级为模和环

9. 反交换代数和交错的代数

定义 7 0618

如果对于 E 的所有非零齐次元素 x, y,则型 Z\mathbf{Z} 的分级 A-代数 E 称为反交换的

xy=(−1)deg⁡(x)deg⁡(y)yx. xy = (-1)^{\deg(x)\deg(y)} yx.

代数 E 如果它是反交换的,则称为交错的,并且对于奇数次数的每个齐次元素 x∈Ex \in E,也称为 x2=0x^2 = 0。

被以下引用 3

被以下引用 命题 6, III § 11, 注, 习题 13, § 7

注 0619

(1) 设E+E^+为E2nE_{2n}(n∈Zn \in \mathbf{Z})的E直和的分级子代数;从定义 7 可以得出,如果 E 是反交换的,则 E+E^+ 是包含在 * E 的中心中的 *子代数(因此是可交换的)。

(2) 假设2不是E中0的除子;那么如果 E 是反交换的,则 E 是交错的,因为对于 x∈Ex \in E 齐次且奇数次数,x2=−x2x^2 = -x^2 由 (36) 得出,从而 2x2=02x^2 = 0 且x2=0x^2 = 0 凭借假设。

(3) 我们将在交错的代数的§ 7重要例进行详细学习。

引用了 1

引用了 定义 7

引理 4 061A

设 E 为型 Z\mathbf{Z} 的分级代数,S 集合均质元素 ≠0\neq 0; E 的元素的集合 F,其所有均质成分 x≠0x \neq 0 满足关系 (36) 对于所有 y∈Sy \in S 都是 E 的分级子代数。

被以下引用 1

被以下引用 命题 13

注满足: (1) 如果x′,x′′x', x''是相同次数pp的两个齐次元素,yy是次数qq和x′y=(−1)pqyx′x'y = (-1)^{pq}yx'的齐次元素, x′′y=(−1)pqyx′′x''y = (-1)^{pq}yx'',然后还有(x′+x′′)y=(−1)pqy(x′+x′′)(x' + x'')y = (-1)^{pq}y(x' + x''); (2) 如果x′,x′′x', x''分别是次数、p′,p′′p', p''、yy的两个齐次元素、次数、qq和x′y=(−1)p′qyx′x'y = (-1)^{p'q}yx'、x′′y=(−1)p′′qyx′′x''y = (-1)^{p''q}yx''的齐次元素,则

(x′x′′)y=(−1)(p′+p′′)qy(x′x′′). (x'x'')y = (-1)^{(p'+p'')q}y(x'x'').

命题 13 061B

设E为型Z\mathbf{Z}的分级A-代数和同质元素≠0\neq 0的代数E由……组成的S生成的系统;为了使 E 是反交换的(分别为交错的),(36) 对于所有 x∈Sx \in S 和 y∈Sy \in S 成立是必要且充分的(分别是,这个条件成立,并且进一步,x2=0x^2 = 0 对于奇数次数属于的所有 xx 齐次成立S).

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 引理 4

被以下引用 命题 14

我们首先考虑反交换代数的情况。通过引理 4,子代数 F 由……组成元素的所有同质分量 x≠0x \neq 0 满足 (36) 对于所有 y∈Sy \in S,包含所有元素 S,因此F=EF = E。如果现在 F′F' 类似地是元素的 E 由……组成的子代数,其所有同质分量 x≠0x \neq 0 满足 (36) 对于每个齐次元素 y≠0y \neq 0,则从上式可以得出 F′F' 包含于 S 的所有元素,因此 F′=EF' = E,在这种情况下完成命题的证明。

为了在交错的代数的情况下证明命题,可以假设E已经是反交换的;那么直接的,E中奇数次数的每个齐次元素都是形式∑izixi\sum_i z_ix_i,其中zi∈E+z_i \in E^+和xi∈Sx_i \in S是奇数次数(使用E+E^+包含在E) 的中心;由此可知,自xi2=0x_i^2 = 0乘以假设,(∑izixi)2=∑izi2xi2+∑i<jzizj(xixj+xjxi)=0\left( \sum_i z_ix_i \right)^2 = \sum_i z_i^2x_i^2 + \sum_{i<j} z_i z_j (x_ix_j + x_jx_i) = 0乘以(36)乘以xixj+xjxi=0x_ix_j + x_jx_i = 0。

命题 14 061C

令 E 和 F 为型 Z\mathbf{Z} 的两个等级 A-代数,均为反交换的(分别为交错的)。那么偏斜张量积 Eg⊗AFE^g \otimes_A F (no. 7) 是一个反交换律(分别为交错的)代数。

引用了 1 · 被以下引用 3

引用了 命题 13

被以下引用 推论, 注, 命题 10, III § 7

Eg⊗AFE^g \otimes_A F的生成的系统由x⊗yx \otimes y组成,其中xx(或yy)是E(或F)的齐次元素≠0\neq 0。考虑两个这样的元素x⊗y,x′⊗y′x \otimes y, x' \otimes y',以及deg⁡(x)=p,deg⁡(y)=q,deg⁡(x′)=p′,deg⁡(y′)=q′\deg(x) = p, \deg(y) = q, \deg(x') = p', \deg(y') = q',因此x⊗yx \otimes y是次数p+qp + q,x′⊗y′x' \otimes y'是次数p′+q′p' + q'。然后由定义 (no. 7, 公式 (27)) 并凭借 (36),

(x⊗y)(x′⊗y′)=(−1)qp′(xx′)⊗(yy′)(x′⊗y′)(x⊗y)=(−1)pq′(x′x)⊗(y′y)=(−1)pq′+pp′+qq′(xx′)⊗(yy′) \begin{align*} (x \otimes y)(x' \otimes y') &= (-1)^{qp'}(xx') \otimes (yy') \\ (x' \otimes y')(x \otimes y) &= (-1)^{pq'}(x'x) \otimes (y'y) \\ &= (-1)^{pq'+pp'+qq'}(xx') \otimes (yy') \end{align*}
命题 13 的判据表明,Eg⊗AFE^g \otimes_A F 自 pq′+pp′+qq′−qp′≡(p+q)(p′+q′)pq' + pp' + qq' - qp' \equiv (p + q)(p' + q')(模 2)以来是反交换的。如果进一步E和F是交错的且p+qp + q是奇数,则数p,qp, q之一必然是奇数,因此(x⊗y)2=±(x2)⊗(y2)=0(x \otimes y)^2 = \pm (x^2) \otimes (y^2) = 0和命题13表明Eg⊗AFE^g \otimes_A F是交错的。

推论 061D

设 E 为反交换律*(分别为 交错的)*分级为 A-代数或型 Z\mathbf{Z}。那么对于每个环同态 ρ:A→B\rho : A \to B,分级 B 代数 ρ∗(E)\rho^*(E) (no. 8, 注 2) 是反交换的(分别是 交错的)。

引用了 2

引用了 注, 命题 14

具有平凡分度的环 B 可以被视为交错的 A-代数和ρ∗(E)=Eg⊗AB\rho^*(E) = E^g \otimes_A B,因此可以应用命题 14。

注 061E

令 E 为型 Z\mathbf{Z} 的反交换律 A-代数。那么由E(§1§ 1,no. 3)的乘法定义的E⊗AEE \otimes_A E入E的A-线性映射就是分级的A-代数Eg⊗AEE^g \otimes_A E入E的同态,对于命题14的记号来说, 代数E,

(xy)(x′y′)=(−1)qp′(xx′)(yy′). (xy)(x'y') = (-1)^{qp'}(xx')(yy').

引用了 1

引用了 命题 14

习题

参见习题为 § 4。

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