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§ 10。 模超过阿廷环
1. 阿廷环的根
设 A 为左阿廷的环。 A 的根式r \mathfrak{r} r 是A的最大的幂幂双面理想,环A / r A/\mathfrak{r} A / r 是半单。
引用了 5 · 被以下引用 11 引用了 定理 1, VIII § 1 , 定理 1(雅各布森), VIII § 9 , 定理 2(“中山引理”), VIII § 9 , 命题 4, VIII § 9 , 命题 5, VIII § 9
被以下引用 习题 15, § 1 , 习题 24, § 1 , 推论 1 , 推论 2 , 命题 2 , 命题 3 , 命题 4 , 命题 5 , VIII § 11. 。 格罗滕迪克群 , 命题 10, VIII § 12 , 推出 2, VIII § 13
我们知道 (VIII, p. 156, 定理 1) A 的每一个幂零双面理想都包含在 r \mathfrak{r} r 中。让我们证明r \mathfrak{r} r 是幂零的。由于双面理想r n \mathfrak{r}^n r n 的环A是左阿廷的且序列是递减,因此存在整数p ⩾ 0 p\geqslant 0 p ⩾ 0 使得我们有r p = r p + 1 \mathfrak{r}^p=\mathfrak{r}^{p+1} r p = r p + 1 。由于 A 为阿廷的,A-模 A s A_s A s 具有有限长度(VIII、p. 6、定理 1),因此为诺特。因而,左理想r p \mathfrak{r}^p r p 是有限生成的。通过中山引理(定理 2 of VIII,p. 158),得出r p = 0 \mathfrak{r}^p= 0 r p = 0 。
环 A / r A/\mathfrak{r} A / r 没有部首(VIII、p. 155、命题 5);因为它是左阿廷的,所以它是半单(VIII,p. 154,命题 4)。
半单环是左阿廷的并且没有部首 (VIII, p. 154, 命题 4);因而,除了 0 之外,它没有幂等两侧理想。逆命题由命题 1 得出。
如果 A 是左阿廷的,则根式是幂零双面理想 (命题 1)。每个左零理想都包含在 Jacobson 的定理(VIII、p. 156、定理 1)的根式中。推论 2 如下。
2. 模超过阿廷环
(i) M 为半单。
(ii) M 不带部首。
(iii) M被A的自由基r \mathfrak{r} r 湮灭。
我们知道 (i) 蕴涵 (ii) (VIII, p. 153, 命题 3)。另一方面,r M \mathfrak{r}M r M 包含在M的基团中(VIII,p. 158,命题6),因而(ii)意味着(iii)。
假设A-模 M被r \mathfrak{r} r 消灭。我们可以将其视为模超过环A / r A/\mathfrak{r} A / r 。现在,环A / r A/\mathfrak{r} A / r 是半单(VIII,p. 173,命题1),并且半单环上的每个模是半单(VIII, p. 138、命题 4)。因而,M 是半单模超过环 A / r A/\mathfrak{r} A / r 且更不必说超过环 A。因而 (iii) 意味着 (i)。
M 包含于 r M \mathfrak{r}M r M 的部首R ( M ) \mathfrak{R}(M) R ( M ) (VIII、p. 158、命题 6)。而且,A-模M / r M M/\mathfrak{r}M M / r M 被r \mathfrak{r} r 湮灭。因而,到命题 2,它就没有部首,这意味着R ( M ) ⊂ r M \mathfrak{R}(M)\subset \mathfrak{r}M R ( M ) ⊂ r M (VIII,p. 152,推论1,c))。
设A和B为从A到B的环和f f f 同态,使得B由f ( A ) f(A) f ( A ) 的并和B中f ( A ) f(A) f ( A ) 的交换子f ( A ) ′ f(A)' f ( A ) ′ 生成。设M为左B-模。假设环 A 是左阿廷的或 A-模 f ∗ ( M ) f_*(M) f ∗ ( M ) 由 M 通过限制标量 (II, §1, No. 13, p. 221) 推导出来是有限生成的。那么我们就有R A ( f ∗ ( M ) ) ⊂ R B ( M ) \mathfrak{R}_A(f_*(M))\subset \mathfrak{R}_B(M) R A ( f ∗ ( M )) ⊂ R B ( M ) 。
引用了 5 · 被以下引用 2 引用了 II § 1. 。 模 , 推论 , 命题 1 , 命题 1, VIII § 9 , 命题 2, VIII § 9
被以下引用 推论 , 命题 10, VIII § 12
令 S 为单B-模。假设 A 是左阿廷的或 A-模 f ∗ ( S ) f_*(S) f ∗ ( S ) 是有限生成的。我们将证明f ∗ ( S ) f_*(S) f ∗ ( S ) 没有根式。对于每个b ∈ f ( A ) ′ b\in f(A)' b ∈ f ( A ) ′ ,位似b S b_S b S 是A-模f ∗ ( S ) f_*(S) f ∗ ( S ) 的自同态,因此保留R A ( f ∗ ( S ) ) \mathfrak{R}_A(f_*(S)) R A ( f ∗ ( S )) (VIII,p. 152,命题1)。由于B是由f ( A ) ∪ f ( A ) ′ f(A)\cup f(A)' f ( A ) ∪ f ( A ) ′ 生成的,所以根部R A ( f ∗ ( S ) ) \mathfrak{R}_A(f_*(S)) R A ( f ∗ ( S )) 是S的B-子模,因此等于0或S。如果f ∗ ( S ) f_*(S) f ∗ ( S ) 是有限生成A-模,那么我们有R A ( f ∗ ( S ) ) ≠ f ∗ ( S ) \mathfrak{R}_A(f_*(S))\not=f_*(S) R A ( f ∗ ( S )) = f ∗ ( S ) (VIII,p. 153,命题2)。如果环 A 是左阿廷的,则我们有 R A ( f ∗ ( S ) ) = f ( r ) S \mathfrak{R}_A(f_*(S)) =f(\mathfrak{r})S R A ( f ∗ ( S )) = f ( r ) S ,其中 r \mathfrak{r} r 是 A 的根式(VIII,p. 174,命题 2 的推论),并且由于 r \mathfrak{r} r 是 A 的幂幂双面理想(VIII、p. 173、命题 1),我们不能有S = f ( r ) S S =f(\mathfrak{r})S S = f ( r ) S 。因而,在这两种情况下我们都有 R A ( f ∗ ( S ) ) = 0 \mathfrak{R}_A(f_*(S)) = 0 R A ( f ∗ ( S )) = 0 。
令 u u u 为从 M 到简单 M 模 S 的非零的 B-线性映射。 映射 u u u 是满射;因而,如果 f ∗ ( M ) f_*(M) f ∗ ( M ) 是有限生成的,那么 f ∗ ( S ) f_*(S) f ∗ ( S ) 也是有限生成的。 命题 3 的假设下,A-模f ∗ ( S ) f_*(S) f ∗ ( S ) 没有部首,u u u 是从f ∗ ( M ) f_*(M) f ∗ ( M ) 到f ∗ ( S ) f_*(S) f ∗ ( S ) 的A-线性映射。因而,u u u 包含于R A ( f ∗ ( M ) ) \mathfrak{R}_A(f_*(M)) R A ( f ∗ ( M )) 中的核乘以VIII中的命题1,p. 152。由于u u u 是任意的,所以我们有R A ( f ∗ ( M ) ) ⊂ R B ( M ) \mathfrak{R}_A(f_*(M))\subset \mathfrak{R}_B(M) R A ( f ∗ ( M )) ⊂ R B ( M ) 。
设 A 为交换环,B 为 A 上的代数。假设环 A 为阿廷的或 B 为有限生成A-模。然后我们就有R ( A ) B ⊂ R ( B ) \mathfrak{R}(A)B\subset \mathfrak{R}(B) R ( A ) B ⊂ R ( B ) 。
引用了 2 引用了 命题 3 , 命题 6, VIII § 9
到命题 3,部首R A ( B s ) \mathfrak{R}_A(B_s) R A ( B s ) 包含在R B ( B s ) \mathfrak{R}_B(B_s) R B ( B s ) 中,这只不过是环 B 的部首。此外,我们还有VIII、p. 158的命题 6 R ( A ) B ⊂ R A ( B s ) \mathfrak{R}(A)B\subset \mathfrak{R}_A(B_s) R ( A ) B ⊂ R A ( B s ) 。推论如下。
3. 投射模超过阿廷环
设 A 为左阿廷的环,M 为 A 上的模。A 的根式r \mathfrak{r} r 是幂幂双面理想,环 A / r A/\mathfrak{r} A / r 为半单 (VIII, p. 173, 命题) 1)。由此可见,A / r A/\mathfrak{r} A / r 模M / r M M/\mathfrak{r}M M / r M 是射影的。 断言然后从命题 11 of VIII、p. 164 开始。
设 A 为左阿廷的环,r \mathfrak{r} r 其根式。
引用了 7 · 被以下引用 2 引用了 命题 1 , 注 2, VIII § 9 , 推论 1, VIII § 9 , 命题 4 , 推论 2, VIII § 9 , 命题 9, VIII § 9 , 命题 8, VIII § 9
被以下引用 推论 , 命题 6
a) 令 P 为射影 A-模。用 u u u 表示从 P 到 P / r P P/\mathfrak{r}P P / r P 的典范映射。那么( P , u ) (P, u) ( P , u ) 是P / r P P/\mathfrak{r}P P / r P 的投影覆盖。特别是,当且仅当 P / r P P/\mathfrak{r}P P / r P 时,A-模 P 是有限生成的。
b) 令 M 为模大于环 A / r A/\mathfrak{r} A / r 。那么M,被视为A-模,有一个投影覆盖。如果( P , u ) (P, u) ( P , u ) 是这样的射影覆盖,那么当经过到商时,u u u 诱导同构从P / r P P/\mathfrak{r}P P / r P 到M。此外,当且仅当M是简单的时,P是不可分解的。
c) 设 M 和 M ′ M' M ′ 为模大于环 A / r A/\mathfrak{r} A / r 。令( P , u ) (P, u) ( P , u ) 和( P ′ , u ′ ) (P', u') ( P ′ , u ′ ) 为A-模M和M ′ M' M ′ 的投影覆盖。则 M 和 M ′ M' M ′ 同构当且仅当 P 和 P ′ P' P ′ 同构的。
A 的根式 r \mathfrak{r} r 是幂幂双面理想 (VIII, p. 173, 命题 1)。 断言 a) 因此由VIII、p. 163 的推论 1 和VIII、p. 161 的注 2 得出。
让我们证明断言 b)。 M 的射影覆盖( P , u ) (P, u) ( P , u ) 的存在从命题 4 和同构从P / r P P/\mathfrak{r}P P / r P 到VIII、p. 162 的命题 9 的M。由于环A / r A/\mathfrak{r} A / r 是半单,模超过这个环是不可分解的当且仅当它是简单的。 最后一个断言由VIII、p. 160 的推论 2 得出。
让我们证明c)。令从P到P ′ P' P ′ 的f f f 为同构;它从P / r P P/\mathfrak{r}P P / r P 到P ′ / r P ′ P'/\mathfrak{r}P' P ′ / r P ′ 诱导同构f ‾ \overline{f} f 。根据 b),这些商分别同构于 M 和 M ′ M' M ′ 。因此,M 与 M ′ M' M ′ 同构的。相反,通过VIII、p. 161的命题 8,从M到M ′ M' M ′ 提升到同构f ~ \widetilde{f} f ,从P到P ′ P' P ′ 每隔同构f f f ,使得f ∘ u = u ′ ∘ f ~ f\circ u=u'\circ \widetilde{f} f ∘ u = u ′ ∘ f 。
对于射影A-模的每个类 P,将模P / r P P/\mathfrak{r}P P / r P 的类φ ( P ) \varphi (P) φ ( P ) 与环A / r A/\mathfrak{r} A / r 相关联。 模(或有限生成模)在环A / r A/\mathfrak{r} A / r 上的每个类都是形式φ ( P ) \varphi (P) φ ( P ) ,对于射影A-模(或有限生成的射影)的唯一类P A-模)。
引用了 4 引用了 命题 2 , 命题 4 , 命题 5 , VIII § 3. 。 单模
设 A 为左阿廷的环,r \mathfrak{r} r 其根式。用 S \mathscr{S} S 表示单A-模类集合;它是有限的(VIII,p. 51)。通过VIII、p. 174的命题2,可以在半单环A / r A/\mathfrak{r} A / r 上与单模类的集合进行规范地识别。对于每个λ ∈ S \lambda \in \mathscr{S} λ ∈ S ,令S λ S_{\lambda} S λ 为类λ \lambda λ 的单A-模,并且选择为S λ S_{\lambda} S λ 的投影覆盖( P λ , u λ ) (P_{\lambda}, u_{\lambda}) ( P λ , u λ ) (VIII,p. 175,命题4)。到命题 5,A-模 P λ P_{\lambda} P λ 是射影且不可分解的,并且 u λ u_{\lambda} u λ 定义同构从 P λ / r P λ P_{\lambda}/\mathfrak{r}P_{\lambda} P λ / r P λ 到 S λ S_{\lambda} S λ 。此外,如果 P 是射影且不可分解的 A-模,则存在唯一的 λ ∈ S \lambda \in \mathscr{S} λ ∈ S ,使得 P 同构于 P λ : P_{\lambda}: P λ : ;它是唯一的 λ ∈ S \lambda \in \mathscr{S} λ ∈ S ,使得 P / r P P/\mathfrak{r}P P / r P 同构于 S λ S_{\lambda} S λ 。
a) A-模 P ‾ = P / r P \overline{P}= P/\mathfrak{r}P P = P / r P 是半单,A-模 P 与 ⨁ λ ∈ S P λ ( [ P : λ ] ) \bigoplus_{\lambda\in\mathscr{S}}P^{([P:\lambda])}_{\lambda} ⨁ λ ∈ S P λ ([ P : λ ]) 同构的。
b) 令 ( Q i ) i ∈ I (Q_i)_{i\in I} ( Q i ) i ∈ I 为 P 与直和 P 的不可分解射影子模族。那么对于每个λ ∈ S \lambda \in \mathscr{S} λ ∈ S ,i ∈ I i\in I i ∈ I 的集合I ( λ ) I(\lambda ) I ( λ ) 的基数,使得Q i Q_i Q i 同构于P λ P_{\lambda} P λ 等于[ P : λ ] [P :\lambda ] [ P : λ ] 。
P ‾ \overline{P} P 是半单是从命题 2 (VIII, p. 174) 得出的。 A-模 Q = ⊕ λ ∈ S P λ ( [ P : λ ] ) Q =\oplus_{\lambda\in\mathscr{S}}P^{([P:\lambda])}_{\lambda} Q = ⊕ λ ∈ S P λ ([ P : λ ]) 是投影。由于P λ / r P λ P_{\lambda}/\mathfrak{r}P_{\lambda} P λ / r P λ 与S λ S_{\lambda} S λ 同构的,因此商Q / r Q Q/\mathfrak{r}Q Q / r Q 与⊕ λ ∈ S S λ ( [ P : λ ] ) \oplus_{\lambda\in\mathscr{S}}S^{([P:\lambda])}_{\lambda} ⊕ λ ∈ S S λ ([ P : λ ]) 同构的,即与P ‾ = P / r P \overline{P}= P/\mathfrak{r}P P = P / r P 同构的。到命题 5,A-模 P 和 Q 同构的。
假设给定一个射影且不可分解的子模族( Q i ) i ∈ I (Q_i)_{i\in I} ( Q i ) i ∈ I 和直和P。到命题5,A-模Q i / r Q i Q_i/\mathfrak{r}Q_i Q i / r Q i 对于每个i ∈ I i\in I i ∈ I 来说都是简单的。对于λ ∈ S \lambda \in \mathscr{S} λ ∈ S ,用i ∈ I i\in I i ∈ I 的I ( λ ) I(\lambda ) I ( λ ) 集合表示,使得Q i / r Q i Q_i/\mathfrak{r}Q_i Q i / r Q i 与S λ S_{\lambda} S λ 同构的,因此与P λ / r P λ P_{\lambda}/\mathfrak{r}P_{\lambda} P λ / r P λ 同构的;它也是i ∈ I i\in I i ∈ I 的集合,使得Q i Q_i Q i 与P λ P_{\lambda} P λ 同构的。由于P ‾ = P / r P \overline{P}= P/\mathfrak{r}P P = P / r P 是家庭( Q i / r Q i ) i ∈ I (Q_i/\mathfrak{r}Q_i)_{i\in I} ( Q i / r Q i ) i ∈ I 的直和,我们有VIII、p. 32中的定理 1张卡片(I(λ \lambda λ ))= [ P : λ ] = [P :\lambda ] = [ P : λ ] 。
取P等于A s A_s A s 。对于λ ∈ S \lambda \in \mathscr{S} λ ∈ S ,用D λ D_{\lambda} D λ 表示单A-模S λ S_{\lambda} S λ 的交换子的对数域,并用m ( λ ) m(\lambda ) m ( λ ) 将S λ S_{\lambda} S λ 的维数视为右向量空间超过域D λ D_{\lambda} D λ 。我们知道m ( λ ) m(\lambda ) m ( λ ) 等于重数[ A s / r A s : λ ] [A_s/\mathfrak{r}A_s:\lambda ] [ A s / r A s : λ ] (VIII,p. 143,命题11)。因而,A-模A s A_s A s 同构于⊕ λ ∈ S P λ m ( λ ) \oplus_{\lambda\in\mathscr{S}}P^{m(\lambda)}_{\lambda} ⊕ λ ∈ S P λ m ( λ ) 。
引用了 1 引用了 命题 11, VIII § 8
习题
参见习题为 § 10 。