Bourbaki

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§ 6。对称代数

1. 定义对称代数模

定义 1 0626

设 A 为交换环,M 为 A-模。 M 的对称代数,用 S(M)、Sym(M) 或 S_A(M) 表示,是由下式生成的双边理想 J′\mathfrak{J}'(也用 JM′\mathfrak{J}'_M 表示)对张量代数 T(M) 与 A 的商代数 T(M) 的元素 xy−yx=x⊗y−y⊗xxy - yx = x \otimes y - y \otimes x,其中 x 和 y 穿过 M。

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 命题 2, II § 11

被以下引用 LIE VIII § 1. 。 李代数 $\mathfrak{s}\mathfrak{l}$(2$\boldsymbol{, k}$) 及其表示

由于理想J′\mathfrak{J}'是由次数2的齐次元素生成的,因此它是一个分级理想(II, § 11, no. 3,命题2);我们写Jn′=J′∩Tn(M)\mathfrak{J}'_n = \mathfrak{J}' \cap T^n(M);然后,代数 S(M) 根据 Sn(M)=Tn(M)/Jn′S^n(M) = T^n(M)/\mathfrak{J}'_n 的分级(称为规范)由……组成进行分级。现在 J0′=J1′={0}\mathfrak{J}'_0 = \mathfrak{J}'_1 = \{0\} 以及S0(M)S^0(M) 被规范地标识为 A,S1(M)S^1(M) 被规范地标识为 T1(M)=MT^1(M) = M;我们将始终在下面进行这些识别,并用ϕ′\phi'或ϕM′\phi'_M典范嵌入M→S(M)M \to S(M)表示。

命题 1 0627

代数 S(M) 是可交换的。

引用了 1

引用了 III § 1. 。 代数

对于M中的x,yx, y,通过定义ϕ′(x)ϕ′(y)=ϕ′(y)ϕ′(x)\phi'(x)\phi'(y) = \phi'(y)\phi'(x),如元素ϕ′(x)\phi'(x),其中x穿过M,生成S(M),从§ 1, no. 7得出结论。

命题 2 0628

设 E 为 A-代数和 f:M→Ef : M \to E A-线性映射,这样*

(1)(1)
f(x)f(y)=f(y)f(x) for all x,y in M. f(x)f(y) = f(y)f(x) \text{ for all } x, y \text{ in } M.
*存在且仅有一个A-代数同态g:S(M)→Eg : S(M) \to E使得f=g∘ϕ′f = g \circ \phi'。

引用了 2 · 被以下引用 3

引用了 E IV § 3. 普遍映射, 命题 1, III § 5

被以下引用 § 6. 。对称代数, 命题 3, 命题 9

在其他字中,(S(M),ϕ′)(S(M), \phi')是*普遍映射问题*的解(*集合理论*,IV, § 3, no. 1),其中Σ\Sigma是A-代数的类结构,α\alpha-映射为A-模M到A-代数满足的线性映射 (1)。

g 的唯一性由ϕ′(M)=M\phi'(M) = M 生成 S(M) 得出。证明 g, 注的存在性,根据 § 5, No. 1, 命题 1 存在 A-代数同态 g1:T(M)→Eg_1 : T(M) \to E 使得 f=g1∘ϕ;f = g_1 \circ \phi;

需要证明的是,在理想的J′\mathfrak{J}'上g1g_1是零,那么,如果p:T(M)→S(M)=T(M)/J′p : T(M) \to S(M) = T(M)/\mathfrak{J}'是典范同态,我们可以写成g1=g∘pg_1 = g \circ p,其中g:S(M)→Eg : S(M) \to E是代数同态,结论如下: p∘ϕ=ϕ′p \circ \phi = \phi'。现在g1g_1的核是一个双面理想,根据(1)和关系g1∘ϕ=fg_1 \circ \phi = f,包含元素x⊗y−y⊗xx \otimes y - y \otimes x对于MM中的x,yx, y。这样就完成了证明。

注 0629

(1) 假设EE是型Z\mathbf{Z}的分级AA代数,毕业为(En)(E_n),并假设线性映射ff(假设满足(1))是这样的: (2)

f(M)⊂E1. f(M) \subset E_1.
然后关系 g(x1x2…xp)=f(x1)f(x2)…f(xp)g(x_1 x_2 \ldots x_p) = f(x_1) f(x_2) \ldots f(x_p) 与 xi∈Mx_i \in M 显示 g(Sp(M))⊂Epg(S^p(M)) \subset E_p 对于所有 p≥0p \geq 0,因此 gg 是分级的代数同态。

(2) S(M)S(M)的每元素为形式x1x2…xnx_1 x_2 \ldots x_n的乘积和,其中xix_i属于至MM;应注意不要将S(M)S(M)中采用的乘积与T(M)T(M)中采用的类似乘积相混淆。

(3) 如果n!.1n!.1在AA中可逆,则AA模Sn(M)S^n(M)由形式xnx^n的元素生成,其中x∈Mx \in M;这是从上面的注和I, § 8, no. 2,命题2得出的。

引用了 1

引用了 命题 2, I § 8

2. 对称代数的函数性质

命题 3 062A

令AA为交换环、MM和NN两个AA-模块和u:M→Nu : M \to N一个AA-线性映射。存在且仅有一个 AA-代数同态 u′:S(M)→S(N)u' : S(M) \to S(N) 使得图表

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 命题 2

被以下引用 例, III § 11

M→uN↓ϕM′↓ϕN′S(M)→u′S(N) \begin{array}{ccc} M & \xrightarrow{u} & N \\ \downarrow \phi'_M & & \downarrow \phi'_N \\ S(M) & \xrightarrow{u'} & S(N) \end{array}

* 是可交换的。此外,u′u'是分级的代数同态。*

u′u'的存在性和唯一性源自no. 1、命题2应用于交换代数、S(N)S(N)和f=ϕN′∘u:M→S(N)f = \phi'_N \circ u : M \to S(N);作为

f(M)⊂S1(N)=N, f(M) \subset S^1(N) = N,
事实上,u′u' 是分级的代数同态,源自 no. 1,*注* 1。

命题 3 中的同态 u′u' 此后将用S(u)S(u) 表示。如果 PP 是AA-模且 v:N→Pv : N \to P AA-线性映射,则

S(v∘u)=S(v)∘S(u) S(v \circ u) = S(v) \circ S(u)

对于 S(v)∘S(u)S(v) \circ S(u) 是代数同态渲染可交换图表

M→v∘uP↓ϕM′↓ϕP′S(M)→S(v)∘S(u)S(P) \begin{array}{ccc} M & \xrightarrow{v \circ u} & P \\ \downarrow \phi'_M & & \downarrow \phi'_P \\ S(M) & \xrightarrow{S(v) \circ S(u)} & S(P) \end{array}

由于S(M)S(M)包含M=S1(M)M = S^1(M),S(u)S(u)是有时,称为uu到S(M)S(M)的*规范扩张*。 限制 Sn(u):Sn(M)→Sn(N)S^n(u): S^n(M) \to S^n(N) 是这样的

Sn(u)(x1x2…xn)=u(x1)u(x2)…u(xn) S^n(u)(x_1 x_2 \ldots x_n) = u(x_1) u(x_2) \ldots u(x_n)
其中xi∈Mx_i \in M,因为S(u)S(u)是代数同态和S1(u)=uS^1(u) = u; 限制S0(u)S^0(u)到AA是恒等映射。 注 Sn(u)S^n(u) 可以由 Tn(u):Tn(M)→Tn(N)T^n(u): T^n(M) \to T^n(N) 通过经过得到商。

命题 4 062B

如果u:M→Nu: M \to N是满射AA线性映射,则同态S(u):S(M)→S(N)S(u): S(M) \to S(N)是满射,其核是uu的核P⊂M⊂S(M)P \subset M \subset S(M)生成的S(M)S(M)的理想。

引用了 3 · 被以下引用 1

引用了 III § 5. 。 张量代数、张量, 命题 3, III § 5, 习题 1, § 6

被以下引用 命题 3, III § 7

我们写v=T(u):T(M)→T(N)v = T(u): T(M) \to T(N);我们知道 (§ 5, no. 2, 命题 3) vv 是满射的,因此从定义得出 v(JM′)=JN′v(\mathfrak{J}'_M) = \mathfrak{J}'_N;如果R\mathfrak{R}是vv的核,则v−1(JN′)=R+JM′v^{-1}(\mathfrak{J}'_N) = \mathfrak{R} + \mathfrak{J}'_M。由于S(u):T(M)/JM′→T(N)/JN′S(u): T(M)/\mathfrak{J}'_M \to T(N)/\mathfrak{J}'_N是由vv乘以经过的商得出的,所以它是满同态,其核是R′=(R+JM′)/JM′\mathfrak{R}' = (\mathfrak{R} + \mathfrak{J}'_M)/\mathfrak{J}'_M。由于R\mathfrak{R}是由uu(§ 5, no. 2)的核PP生成,R′\mathfrak{R}'也是如此。

如果 u:M→Nu: M \to N 是*单射* 线性映射,则 S(u)S(u) 并不总是真单射映射 (习题 1)。然而,当uu是单射时,u(M)u(M)是NN中的*直因子*,然后S(u)S(u)的像(与S(M)S(M)同构的)是S(N)S(N)的*直因子*; 证明与 T(u)T(u) (§ 5, no. 2) 替换 TT by SS 的类似断言相同。

命题 5 062C

令NN和PP是AA模块MM的两个子模,这样它们的和N+PN + P是MM中的直因子,并且它们的交N∩PN \cap P是NN和PP中的直因子。然后同态 S(N)→S(M)S(N) \to S(M)、S(P)→S(M)S(P) \to S(M) 和*

S(N∩P)→S(M), S(N \cap P) \to S(M),
* 典范嵌入的典范扩张是单射的;如果S(N)S(N)、S(P)S(P)和S(N∩P)S(N \cap P)通过这些同态与S(M)S(M)中的子代数进行识别,那么*
S(N∩P)=S(N)∩S(P). S(N \cap P) = S(N) \cap S(P).
(4)

引用了 1

引用了 命题 4, III § 5

证明约化到 § 5, no. 2、命题 4 替换 TT SS。当AA为域时,命题5的假设对于MM的*任意*子模N,PN, P始终成立。

推论 062D

设 K 为交换域且 M 向量空间超过 K。对于每个元素 z∈S(M)z \in S(M),存在 M 的最小的向量空间 N,使得 z∈S(N)z \in S(N) 和 N 是有限维的。

引用了 1

引用了 推论, III § 5

证明源自§ 5, no. 2,由S推论命题4替换T。

N 称为 M 与 z 关联的向量子空间。

3. 模的 n 次对称幂和对称多线性映射

令X,Y为两个集合和nn整数⩾1\geqslant 1。 XnX^n 到 Y 的*对称映射* 是任意映射 f:Xn→Yf : X^n \to Y,使得对于每个置换 σ∈Sn\sigma \in \mathscr{S}_n 和每个元素 (xi)∈Xn(x_i) \in X^n,

f(xσ(1),xσ(2),…,xσ(n))=f(x1,x2,…,xn). f(x_{\sigma(1)}, x_{\sigma(2)}, \ldots, x_{\sigma(n)}) = f(x_1, x_2, \ldots, x_n).

作为交换两个连续的整数生成群Sn\mathscr{S}_n(I, § 5, no. 7)的转置,当σ\sigma是这样的转置时,条件(5)成立就足够了。

当Y是交换环A上的*模*时,显然XnX^n的对称映射到Y的集合是XnX^n的所有映射到Y的A-模YXnY^{X^n}的*子模*。

命题 6 062E

设A为交换环,M和N为A-模。如果与每个 A-线性映射 g:Sn(M)→Ng : S^n(M) \to N (n⩾1n \geqslant 1) 相关联,则 n 线性映射

引用了 2

引用了 II § 3. 。 张量积, 定理 1, II § 2

(x1,x2,…,xn)↦g(x1x2…xn) (x_1, x_2, \ldots, x_n) \mapsto g(x_1 x_2 \ldots x_n)

(在右侧,乘积取自代数S(M)S(M)),双射A-线性映射是从A-模Hom⁡A(Sn(M),N)\operatorname{Hom}_A(S^n(M), N)到A-模的MnM^n到N的对称n线性映射获得的。

回想一下 (II, § 3, no. 9),A-模 Hom⁡A(Tn(M),N)\operatorname{Hom}_A(T^n(M), N) 的规范双射到 A-模 Ln(M,…,M;N)\mathscr{L}_n(M, \ldots, M; N) 的*所有* n 线性映射MnM^n 到 N 的映射是通过与每个 A-线性映射 f:Tn(M)→Nf : T^n(M) \to N 关联获得的 n 线性映射

f~:(x1,x2,…,xn)↦f(x1⊗x2⊗⋯⊗xn). \tilde{f} : (x_1, x_2, \ldots, x_n) \mapsto f(x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_n).

另一方面,A-线性映射g:Sn(M)→Ng : S^n(M) \to N与A-线性映射f:Tn(M)→Nf : T^n(M) \to N是一对一的对应,这样通过与gg映射关联,ff是零*on*Jn′\mathfrak{J}'_n f=g∘pnf = g \circ p_n,哪里

pn:Tn(M)→Sn(M)=Tn(M)/Jn′ p_n : T^n(M) \to S^n(M) = T^n(M)/\mathfrak{J}'_n

是典范同态 (II, § 2, no. 1, 定理 1)。但由于Jn′\mathfrak{J}'_n是形式元素线性组合

(u1⊗u2⊗⋯⊗up)⊗(x⊗y−y⊗x)⊗(v1⊗⋯⊗vn−p−2) (u_1 \otimes u_2 \otimes \cdots \otimes u_p) \otimes (x \otimes y - y \otimes x) \otimes (v_1 \otimes \cdots \otimes v_{n-p-2})

n 个对称幂

(x, y, u_i, v_j in M),说函数 f 是形式 g \circ p_n 意味着相应的 n-线性函数 fˉ\bar{f} 满足关系

fˉ(u1,…,up,x,y,v1,…,vn−p−2)=fˉ(u1,…,up,y,x,v1,…,vn−p−2); \bar{f}(u_1, \ldots, u_p, x, y, v_1, \ldots, v_{n-p-2}) = \bar{f}(u_1, \ldots, u_p, y, x, v_1, \ldots, v_{n-p-2});

在其他字中,根据上面的内容,这意味着fˉ\bar{f}是*对称*; 从而命题,考虑到这一事实

pn(x1⊗x2⊗⋯⊗xn)=x1x2…xn p_n(x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_n) = x_1 x_2 \ldots x_n

与xi∈Mx_i \in M。

A-模 Sn(M)S^n(M) 被称为 M 的第 n 个对称幂*。对于每个 A-模同态 u:M→Nu : M \to N、映射 Sn(u):Sn(M)→Sn(N)S^n(u) : S^n(M) \to S^n(N) 其中重合与 S(u)S(u) Sn(M)S^n(M) 称为 u* 的第 n 个对称幂。

注 062F

令Sn\mathfrak{S}_n中的σ\sigma为置换;如映射

(x1,x2,…,xn)↦xσ−1(1)⊗xσ−1(2)⊗⋯⊗xσ−1(n) (x_1, x_2, \ldots, x_n) \mapsto x_{\sigma^{-1}(1)} \otimes x_{\sigma^{-1}(2)} \otimes \cdots \otimes x_{\sigma^{-1}(n)}

MnM^n 到 Tn(M)T^n(M) 是 A-多重线性,它可以唯一地写为

(x1,…,xn)↦uσ(x1⊗x2⊗⋯⊗xn), (x_1, \ldots, x_n) \mapsto u_\sigma(x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_n),

其中uσu_\sigma是A-模Tn(M)T^n(M)的*自同态*,也用z↦σ.zz \mapsto \sigma . z表示。显然,如果σ\sigma是Sn\mathfrak{S}_n的单位元素,则uσu_\sigma就是恒等式;另一方面,写 yi=xσ−1(i)y_i = x_{\sigma^{-1}(i)},对于每个置换 τ∈Sn,yτ−1(i)=xσ−1(τ−1(i))\tau \in \mathfrak{S}_n, y_{\tau^{-1}(i)} = x_{\sigma^{-1}(\tau^{-1}(i))},我们得到 τ.(σ.z)=(τσ).z\tau . (\sigma . z) = (\tau \sigma) . z;其他字、A-模Tn(M)T^n(M)是运算(σ,z)↦σ.z(\sigma, z) \mapsto \sigma . z(I, § 5, no. 1)下的左Sn\mathfrak{S}_n-*集合*。 Tn(M)T^n(M) 的元素使得 所有 σ∈Sn\sigma \in \mathfrak{S}_n 的 σ.z=z\sigma . z = z 被称为(逆变)* 阶 n* 的对称张量;它们形式是Tn(M)T^n(M)的子A模块Sn′(M)S'_n(M)。

对于所有z∈Tn(M)z \in T^n(M),我们写成s.z=∑σ∈Snσ.zs . z = \sum_{\sigma \in \mathfrak{S}_n} \sigma . z并称s.zs . z为张量zz的*对称化*;显然s.zs . z是对称的张量,因此z↦s.zz \mapsto s . z是Tn(M)T^n(M)的自同态,其中像Sn′′(M)S''_n(M)包含在Sn′(M)S'_n(M)中;一般来说,Sn′′(M)≠Sn′(M)S''_n(M) \neq S'_n(M)(习题5)。如果zz是对称的张量,则s.z=n!zs . z = n! z;由此可知 当 n!在A中是可逆的,自同态z↦(n!)−1s.zz \mapsto (n!)^{-1} s . z是Tn(M)T^n(M)(II, § 1, no. 8)的*投影算子*,其像是Sn′(M)=Sn′′(M)S'_n(M) = S''_n(M);而且这个投影算子上的*核*只是Jn′\mathfrak{J}'_n。因为,显然所有σ∈Sn\sigma \in \mathfrak{S}_n和Jn′\mathfrak{J}'_n的σ(Jn′)⊂Jn′\sigma(\mathfrak{J}'_n) \subset \mathfrak{J}'_n是由定义由张量z−ρ.zz - \rho . z生成的,其中ρ\rho是{1,n}\{1, n\}中两个连续数的转置;另外,如果σ,τ\sigma, \tau是Sn\mathfrak{S}_n中的两个置换,则z−(στ).z=z−σ.z+σ.(z−τ.z)z - (\sigma \tau) . z = z - \sigma . z + \sigma . (z - \tau . z),从而(因为Sn\mathfrak{S}_n中的每个置换都是交换两个连续数的换位的乘积)z−σ.z∈Jn′z - \sigma . z \in \mathfrak{J}'_n对于所有 z∈Tn(M)z \in T^n(M) 和 σ∈Sn\sigma \in \mathfrak{S}_n。因此(始终假设 n! 在 A 中可逆),可以看出

z−(n!)−1s.z=∑σ∈Sn(n!)−1(z−σ.z)∈Jn′ z - (n!)^{-1} s . z = \sum_{\sigma \in \mathfrak{S}_n} (n!)^{-1} (z - \sigma . z) \in \mathfrak{J}'_n

对于所有z∈Tn(M)z \in T^n(M),这证明了我们的断言。

当n!n!在AA可逆时,Tn(M)T^n(M)的子模、Sn′(M)S'_n(M)和gn′\mathfrak{g}'_n因此是互补的,并且典范同态Tn(M)→Sn(M)=Tn(M)/gn′T^n(M) \to S^n(M) = T^n(M)/\mathfrak{g}'_n的限制到Sn′(M)S'_n(M)是一个AA-模块同构,它允许我们在设想的情况下将阶nn的认同对称张量与nn对称幂的MM进行元素。 注然而,该标识与两个对称张量的乘法、乘积(在T(M)T(M)中)不兼容,一般来说不对称,因此不具有对称对称的像的S(M)S(M)乘积中的像考虑张量。

引用了 3 · 被以下引用 1

引用了 I § 5. 。 群运行于集合, II § 1. 。 模, 习题 5, § 6

被以下引用 命题 9

4. 标量的环的扩张

令A,A′A, A'为两个交换环、ρ:A→A′\rho : A \to A'环同态、MM一个AA模、M′M'一个A′A'模以及f:M→M′f : M \to M'一个AA同态(相对于ρ\rho)的MM变成M′M'。复合映射M→fM′→ϕM′SA′(M′)M \xrightarrow{f} M' \xrightarrow{\phi_{M'}} S_{A'}(M')是MM到交换代数ρ∗(SA(M′))\rho_*(S_A(M'))的AA线性映射;则存在 no. 1, 命题 2) 唯一一个 AA 同态代数 f′:SA(M)→SA′(M′)f' : S_A(M) \to S_{A'}(M') 呈现可交换图表

M→fM′↓ϕM′↓ϕM′′SA(M)→f′SA′(M′) \begin{array}{ccc} M & \xrightarrow{f} & M' \\ \downarrow \phi_M' & & \downarrow \phi_{M'}' \\ S_A(M) & \xrightarrow{f'} & S_{A'}(M') \end{array}

紧接着,如果σ:A′→A′′\sigma : A' \to A''是另一个环同态,M′′M''是A′′A''模,g:M′→M′′g : M' \to M''是A′A'同态(相对于σ\sigma)和g′:SA′(M′)→SA′′(M′′)g' : S_{A'}(M') \to S_{A''}(M'') 相应的 A′A'-代数的同态,则复合AA-代数的同态

SA(M)→f′SA′(M′)→g′SA′′(M′′) S_A(M) \xrightarrow{f'} S_{A'}(M') \xrightarrow{g'} S_{A''}(M'')

对应到复合AA-同态g∘f:M→M′′g \circ f : M \to M''(相对于σ∘ρ\sigma \circ \rho)。

命题 7 062G

让A,BA, B是两个交换环,ρ:A→B\rho : A \to B环同态和MM一个AA模块。规范的扩张

ψ:SB(B⊗AM)→B⊗ASA(M) \psi : S_B(B \otimes_A M) \to B \otimes_A S_A(M)
引用了 1

引用了 命题 5, III § 5

BB-线性映射lB⊗ϕM′:B⊗AM→B⊗ASA(M)l_B \otimes \phi_M' : B \otimes_A M \to B \otimes_A S_A(M)是分级的BB-代数同构。

证明是由 § 5, no. 3、命题 5 替换 TT 衍生自 SS 以及 ϕM\phi_M 衍生自 ϕM′\phi_M'。

5. 直极限对称代数

令(Aα,ϕβα)(A_\alpha, \phi_{\beta\alpha})是交换环、(Mα,fβα)(M_\alpha, f_{\beta\alpha})直接系统的AαA_\alpha模块、A=lim⁡→AαA = \lim \rightarrow A_\alpha和M=lim⁡→MαM = \lim \rightarrow M_\alpha的有向直接系统。对于 α≤β\alpha \leq \beta,我们从 AαA_\alpha 同态 fβα:Mα→Mβf_{\beta\alpha}: M_\alpha \to M_\beta 和 AαA_\alpha 代数同态 (no. 4, 公式 (8)) fβα′:SAα(Mα)→SAβ(Mβ)f'_{\beta\alpha}: S_{A_\alpha}(M_\alpha) \to S_{A_\beta}(M_\beta) 推导出来,并从 (9) (no. 4) 得出 (SAα(Mα),fβα′)(S_{A_\alpha}(M_\alpha), f'_{\beta\alpha})是 直接系统的 AαA_\alpha-代数。另一方面,fα:Mα→Mf_\alpha: M_\alpha \to M是规范的AA同态;我们推导出 (no. 4, 公式 (8)) AαA_\alpha-代数同态

fα′:SAα(M)→SA(M) f'_\alpha: S_{A_\alpha}(M) \to S_A(M)

并且从(9)还可以得出,fα′f'_\alpha构成AαA_\alpha同态的直接系统。

命题 8 062H

AA-同态* f′=lim⁡→fα′:lim⁡→SAα(Mα)→SA(M)f' = \lim \rightarrow f'_\alpha : \lim \rightarrow S_{A_\alpha}(M_\alpha) \to S_A(M) *是分级的代数同构。

引用了 1

引用了 命题 6, III § 5

证明与 § 5, no. 5、命题 6 替换在整个 TT 和 SS 以及 ϕ\phi 和 ϕ′\phi' 之间是相同的,并且考虑到交换代数的直极限是可交换的。

6. 对称代数直和。对称代数自由模。对称代数分级模

令AA为交换环、M=⨁λ∈LMλM = \bigoplus_{\lambda \in L} M_\lambda直和,属于AA模块族,以及jλ:Mλ→Mj_\lambda: M_\lambda \to M典范嵌入;我们推导出代数S(jλ):S(Mλ)→S(M)S(j_\lambda): S(M_\lambda) \to S(M)的AA同态。由于S(M)S(M)是可交换的,§ 4, no. 5的命题 8可以应用于同态S(jλ)S(j_\lambda),因此存在唯一代数同态

g:⨂λ∈LS(Mλ)→S(M) g: \bigotimes_{\lambda \in L} S(M_\lambda) \to S(M)
(也用 gMg_M 表示)使得 S(jλ)=g∘fλS(j_\lambda) = g \circ f_\lambda 对于所有 λ∈L\lambda \in L,其中

fλ:S(Mλ)→⨂λ∈LS(Mλ) f_\lambda: S(M_\lambda) \to \bigotimes_{\lambda \in L} S(M_\lambda)

表示典范同态。

命题 9 062I

典范同态* gg (公式 (10)) 是分级的代数同构 (cf. § 4, no. 8, 注 1)。

引用了 8 · 被以下引用 4

引用了 III § 4. 。 张量积代数, 注, 命题 2, 命题 8, III § 4, 命题 6, II § 1, 推论, III § 4, 命题 10, III § 4, 命题 5, II § 6

被以下引用 命题 2, III § 11, 定理 1, 命题 10, III § 7, IV § 1. 。多项式

为了证明gg是双射的,我们定义代数同态

h:S(M)→⨂λ∈LS(Mλ) h: S(M) \to \bigotimes_{\lambda \in L} S(M_\lambda)

这样g∘hg \circ h和h∘gh \circ g分别是S(M)S(M)和⨂λ∈LS(Mλ)\bigotimes_{\lambda \in L} S(M_\lambda)上的恒等映射。 对于每个 λ∈L\lambda \in L,令 uλu_\lambda 为复合线性映射

Mλ→ϕM′S(Mλ)→fλ⨂λ∈LS(Mλ). M_\lambda \xrightarrow{\phi'_M} S(M_\lambda) \xrightarrow{f_\lambda} \bigotimes_{\lambda \in L} S(M_\lambda).
存在且仅有一个AA-线性映射u:M→⨂λ∈LS(Mλ)u : M \to \bigotimes_{\lambda \in L} S(M_\lambda),使得u∘jλ=uλu \circ j_\lambda = u_\lambda对于所有λ∈L\lambda \in L。 As the S(Mλ)S(M_\lambda) are commutative, so is their tensor product (§ 4, no. 5) and hence (no. 1, Proposition 2) there exists a unique algebra homomorphism h:S(M)→⨂λ∈LS(Mλ)h : S(M) \to \bigotimes_{\lambda \in L} S(M_\lambda) such that h∘ϕM′=uh \circ \phi'_M = u; on the other hand, it is immediate that u(M)u(M) is contained in the submodule of elements of degree 1 of the graded algebra ⨂λ∈LS(Mλ)\bigotimes_{\lambda \in L} S(M_\lambda) and hence hh is a graded algebra homomorphism. 对于xλ∈Mλx_\lambda \in M_\lambda,
h(g(uλ(xλ)))=h(g(fλ(ϕM′(xλ))))=h(S(jλ)(ϕM′(xλ)))=h(ϕM′(jλ(xλ)))=uλ(xλ); h(g(u_\lambda(x_\lambda))) = h(g(f_\lambda(\phi'_M(x_\lambda)))) = h(S(j_\lambda)(\phi'_M(x_\lambda))) = h(\phi'_M(j_\lambda(x_\lambda))) = u_\lambda(x_\lambda);
因为uλ(xλ)u_\lambda(x_\lambda)生成代数⨂λ∈LS(Mλ)\bigotimes_{\lambda \in L} S(M_\lambda)(§ 4, no. 5,命题8),h∘gh \circ g肯定是恒等映射。 同样,
g(h(ϕM′(jλ(xλ))))=g(uλ(xλ))=g(fλ(ϕM′(xλ)))=S(jλ)(ϕM′(xλ))=ϕM′(jλ(xλ)) g(h(\phi'_M(j_\lambda(x_\lambda)))) = g(u_\lambda(x_\lambda)) = g(f_\lambda(\phi'_M(x_\lambda))) = S(j_\lambda)(\phi'_M(x_\lambda)) = \phi'_M(j_\lambda(x_\lambda))
并且,由于元素ϕM′(jλ(xλ))\phi'_M(j_\lambda(x_\lambda))生成代数S(M)S(M),g∘hg \circ h肯定是恒等映射。

注 (1) 令N=⨁λ∈LNλN = \bigoplus_{\lambda \in L} N_\lambda为AA模块另一个系列的直和,并以LL作为索引集合,并且对于所有λ∈L\lambda \in L,令vλ:Mλ→Nλv_\lambda : M_\lambda \to N_\lambda为AA线性映射, 从而存在AA线性映射v=⨁λvλ:M→Nv = \bigoplus_\lambda v_\lambda : M \to N(II, § 1, no. 6,命题 6)。然后图表

⨂λ∈LS(Mλ)→gMS(M)↓↓S(v)⨁λ∈LS(vλ)→gNS(N) \begin{array}{ccc} \bigotimes_{\lambda \in L} S(M_\lambda) & \xrightarrow{g_M} & S(M) \\ \downarrow & & \downarrow S(v) \\ \bigoplus_{\lambda \in L} S(v_\lambda) & \xrightarrow{g_N} & S(N) \end{array}
是可交换的,如下从定义(§ 4, no. 5,推论到命题 8)。

可以更精确地描述⨂λ∈LS(Mλ)\bigotimes_{\lambda \in L} S(M_\lambda)的子AA模块,通过同构gg来识别Sn(M)S^n(M)。对于LL的每个有限子集JJ,我们写EJ=⨂λ∈JS(Mλ)E_J = \bigotimes_{\lambda \in J} S(M_\lambda),因此⨂λ∈LS(Mλ)=lim←⁡EJ\bigotimes_{\lambda \in L} S(M_\lambda) = \varprojlim E_J相对于LL的有限子集的有向集合F(L)\mathscr{F}(L),乘以定义(§ 4, no. 5)。对于每个家庭ν=(nλ)∈N(L)\nu = (n_\lambda) \in \mathbf{N}^{(L)}(因此有*有限*支持),使得∑λ∈Lnλ=n\sum_{\lambda \in L} n_\lambda = n和LL包含中的每个有限子集JJ家庭ν\nu的支持,我们写

SJ,ν(M)=⨂λ∈JSnλ(Mλ) S^{J,\nu}(M) = \bigotimes_{\lambda \in J} S^{n_\lambda}(M_\lambda)

因此,EJE_J中次数nn的元素的子模EJ,nE_{J,n}是JJ中包含的所有支持家庭ν\nu的SJ,ν(M)S^{J,\nu}(M)的*直和*,并且使得∑λ∈Lnλ=n\sum_{\lambda \in L} n_\lambda = n (§ 4, no. 7、命题 10 和 § 4, no. 8)。按照惯例,我们为JJ中未包含赡养费的家庭ν\nu写SJ,ν(M)={0}S^{J,\nu}(M) = \{0\};那么EJ,nE_{J,n}也可以称为*所有*SJ,ν(M)S^{J,\nu}(M)的*直和*,其中ν\nu贯穿*所有*家族ν=(nλ)λ∈L\nu = (n_\lambda)_{\lambda \in L}的集合HnH_n,使得∑λ∈Lnλ=n\sum_{\lambda \in L} n_\lambda = n。由于S0(Mλ)S^0(M_\lambda)与AA相同,显然,对于LL的两个有限子集J⊂J′J \subset J'和JJ中包含的ν\nu家庭的支持,典范映射SJ,ν(M)→SJ′,ν(M)S^{J,\nu}(M) \to S^{J',\nu}(M)(限制典范映射 EJ→EJE_J \to E_J 到 SJ,ν(M)S^{J,\nu}(M)) 是*双射的*。如果我们写,对于所有 ν∈Hn\nu \in H_n,

Sν(M)=lim←⁡SJ,ν(M) S^\nu(M) = \varprojlim S^{J,\nu}(M)

可以看出,考虑II, § 6, no. 2、命题 5:

推论 062J

The A-module* Sn(M)S^n(M) is the image under isomorphism (10) of the submodule of ⨂λ∈LS(Mλ)\bigotimes_{\lambda \in L} S(M_\lambda) the direct sum of the submodules Sν(M)S^\nu(M) for all the families ν=(nλ)∈N(L)\nu = (n_\lambda) \in \mathbf{N}^{(L)} such that ∑λ∈Lnλ=n\sum_{\lambda \in L} n_\lambda = n; if JJ is the support of ν\nu, Sν(M)S^\nu(M) is canonically isomorphic to ⨂λ∈JSnλ(Mλ)\bigotimes_{\lambda \in J} S^{n_\lambda}(M_\lambda).

被以下引用 1

被以下引用 命题 10

一般来说,Sn(M)S^n(M)中的Sν(M)S^\nu(M)、⨂λ∈JSnλ(Mλ)\bigotimes_{\lambda \in J} S^{n_\lambda}(M_\lambda)及其像都被识别。

定理 1 062K

让*AA*成为交换环并且*MM*自由*AA-*模和基*(eλ)λ∈L(e_\lambda)_{\lambda \in L}。 对于映射 α:L→N\alpha : L \to \mathbf{N} *有限支撑,我们写

引用了 5 · 被以下引用 2

引用了 定理 1, III § 5, 命题 9, III § 2. 。 例 / 代数, 命题 7, III § 2, 推论 3, II § 1

被以下引用 III § 11. 。 余代数、乘积多重线性形式、内部乘积和对偶, 命题 20, IV § 5

eα=∏λ∈Leλα(λ) e^\alpha = \prod_{\lambda \in L} e_\lambda^{\alpha(\lambda)}

(*乘积在交换代数* S(M)S(M))。 然后,当α\alpha*穿过*LL*的映射*的集合*N(L)\mathbf{N}^{(L)}*进入*N\mathbf{N}、*有限支撑时,*的*eαe^\alpha*形式基* AA-*模*S(M)S(M)。

由于MM是Mλ=AeλM_\lambda = Ae_\lambda的直和,当LL减少为单个元素,然后应用命题9时,足以证明定理。但是当M=AeM = Ae(*e*一个免费的元素)时,则x⊗y−y⊗x=0x \otimes y - y \otimes x = 0适用于MM中的所有x,yx, y;因此,理想的g′\mathfrak{g}'是零、从而、T(Ae)=S(Ae)T(Ae) = S(Ae)和定理,然后从§ 5, no. 5、定理1得出。

基 (14) 的乘法表由下式给出

(15)

eαeβ=eα+β e^\alpha e^\beta = e^{\alpha + \beta}
其中α+β\alpha + \beta是LL到N\mathbf{N}的映射λ↦α(λ)+β(λ)\lambda \mapsto \alpha(\lambda) + \beta(\lambda)。在其他字中,S(M)S(M) 的基 (eα)(e^\alpha) 与乘法律 (15) 规范同构于源自 LL 的自由交换幺半群 N(L)N^{(L)}; (§ 2, no. 9) 自由模MM与基的对称代数S(M)S(M)其下标集合为LL,与多项式代数规范同构A[(Xλ)λ∈L]A[(X_\lambda)_{\lambda \in L}]、典范同构由映射eλe_\lambda到XλX_\lambda获得。特别是(§ 2, no. 7,命题 7),对于LL的每一个映射f:L→Ef : L \to E到可交换的AA-代数EE,存在且仅有一个AA-代数同态f~:S(M)→E\tilde{f} : S(M) \to E,使得f~(eλ)=f(λ)\tilde{f}(e_\lambda) = f(\lambda)。

注 (2)。考虑到II, § 1, no. 11、推论3到命题17,上述结果同样可以作为多项式代数和对称代数的通用性质的推论得到。

推论 062L

如果 MM 是射影 AA 模,则 S(M)S(M) 是射影 AA 模。

引用了 1

引用了 推出, III § 5

证明与§ 5, no. 5相同,推论为定理1,替换TT乘以SS。

命题 10 062M

令Δ\Delta为可交换幺半群,MM为型Δ\Delta的分级AA模,以及(Mα)α∈Δ(M_\alpha)_{\alpha \in \Delta}其毕业。对于每个有序对(α,n)∈Δ×N(\alpha, n) \in \Delta \times \mathbf{N},令Sα,n(M)S^{\alpha, n}(M)为子模⨂λ∈JSnλ(Mαλ)\bigotimes_{\lambda \in J} S^{n_\lambda}(M_{\alpha_\lambda})的Sn(M)S^n(M)直和的子模,其中(nλ)λ∈L(n_\lambda)_{\lambda \in L}贯穿整数≥0\geq 0的家庭的集合这样∑λ∈Lnλ=n\sum_{\lambda \in L} n_\lambda = n,JJ是它的支持,并且对于每个(nλ),(αλ)λ∈J(n_\lambda), (\alpha_\lambda)_{\lambda \in J}贯穿ΔJ\Delta^J的家庭集合,使得∑λ∈Jαλ=α\sum_{\lambda \in J} \alpha_\lambda = \alpha。那么 (Sα,n(M))(α,n)∈Δ×N(S^{\alpha, n}(M))_{(\alpha, n) \in \Delta \times \mathbf{N}} 是型 Δ×N\Delta \times \mathbf{N} 的唯一刻度,与 S(M)S(M) 上的代数结构以及 M=S1(M)M = S^1(M) 上的诱导给定的刻度兼容。

引用了 3

引用了 命题 7, III § 5, 推论, II § 11. 。分级为模和环

S(M)S(M) 是 Sα,n(M)S^{\alpha, n}(M) 中的直和,这一事实由命题 9 的推论得出; 证明的其余部分与§ 5, no. 5、命题7的证明的末尾相同。

更具体地假设 Δ=Z\Delta = \mathbf{Z} 并让 S(M)S(M) 被赋予总分级 (型 Z\mathbf{Z}) (II, § 11, no. 1) 相应的到型 Z×N\mathbf{Z} \times \mathbf{N} 的分级(因此也定义型 Z×Z\mathbf{Z} \times \mathbf{Z})上面;因此,在此分级下,次数 n∈Zn \in \mathbf{Z} 的齐次元素是q+m=nq + m = n 的Sq,m(M)S^{q, m}(M) 的直和。令ff为分级AA-模MM的*次数* 0的*齐次*线性映射转换为型Z\mathbf{Z}的*可交换*分级AA-代数FF;那么代数同态g:S(M)→Fg : S(M) \to F使得f=g∘ϕM′f = g \circ \phi_M'是型*Z\mathbf{Z}的分级代数的*同态,如下从公式g(x1x2…xn)=f(x1)f(x2)…f(xn)g(x_1 x_2 \ldots x_n) = f(x_1) f(x_2) \ldots f(x_n)对于MM中的同质xix_i,从ff假设开始,以及S(M)S(M)型Z\mathbf{Z}毕业定义开始。

习题

参见习题为 § 6。

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