Bourbaki

Google 翻译生成的粗略草稿,质量较低。术语依照术语表,但句子可能有误;之后会由仔细的译文取代。

§ 2。包络代数的李代数

1. 定义封套代数

令 gg 为李代数超过 KK。对于 KK 上的任何关联代数与单位元 LL,gg 到 LL 的 α\alpha 映射是 gg 到 LL 的 KK 线性映射 σ\sigma,使得

σ([x,y])=σ(x)σ(y)−σ(y)σ(x)(x,y in g) \sigma([x, y]) = \sigma(x)\sigma(y) - \sigma(y)\sigma(x) \quad (x, y \text{ in } g)
(在 gg 的其他字同态中转换为与 LL 相关的李代数)。

如果L′L'与另一个结合代数与单位元超过KK以及LL的τ\tau同态入L′L'映射1比1,则τ∘σ\tau \circ \sigma是 gg 到 L′L' 的 α\alpha 映射。我们将寻找与单位元相关联的代数以及 gg 到此代数的 α\alpha 映射,它们是通用的(集合理论,章 IV, § 3, no. 1)。

定义 1 09UW

令gg为KK之上的李代数,KK模gg的TT张量代数和JJ生成的TT的两侧理想张量x⊗y−y⊗x−[x,y]x \otimes y - y \otimes x - [x, y]其中x∈g,y∈gx \in g, y \in g。结合律代数 U=T/JU = T/J 称为 gg 的包络代数。 TT的典范映射到限制到gg到UU称为gg到典范映射到UU。

被以下引用 1

被以下引用 习题 1, § 2

令T+T_+为TT由……组成的张量的双面理想,其阶0的分量为零。令T0=K.1T_0 = K.1为阶0的TT元素集合。令UU中的U+U_+和U0U_0为T+T_+和T0T_0的典范像。由于J⊂T+J \subset T_+、分解进入直和T=T0+T+T = T_0 + T_+意味着分解进入直和U=U0+U+U = U_0 + U_+。因此,代数 UU 单位元不同于 0 和 U0=K.1U_0 = K.1。对于所有x∈Ux \in U,U0U_0中xx的分量称为xx的*常数项*。 元素与常数项零形式UU的双边理想,即UU中gg的典范像生成的双边理想U+U^+。

结合律代数UU由UU中gg的1和典范像生成。

如果x∈gx \in g和y∈gy \in g,x⊗y−y⊗xx \otimes y - y \otimes x和[x,y][x, y]在TT模JJ全等;因此,如果 σ0\sigma_0 表示 gg 的典范映射到 UU,

σ0(x)σ0(y)−σ0(y)σ0(x)=σ0([x,y]) \sigma_0(x)\sigma_0(y) - \sigma_0(y)\sigma_0(x) = \sigma_0([x, y])

在UU。在其他字中,σ0\sigma_0是gg到UU的α\alpha映射。

命题 1 09UX

令 σ\sigma 为 gg 到代数 LL 与单位元的α\alpha 映射。存在且仅有一个 UU 的同态 τ\tau 到 LL,映射 1 比 1,这样 σ=τ∘σ0\sigma = \tau \circ \sigma_0,其中 σ0\sigma_0 表示 gg 的典范映射到 UU。

被以下引用 6

被以下引用 § 2. 。包络代数的李代数, 命题 2, 命题 3, 例, I § 3, Proposition 7, II § 1, 定理 1, II § 3

设τ′\tau'为TT的唯一同态到LL,其中扩展σ\sigma和映射1比1。然后,对于gg中的x,yx, y,

τ′(x⊗y−y⊗x−[x,y])=σ(x)σ(y)−σ(y)σ(x)−σ([x,x])=0; \tau'(x \otimes y - y \otimes x - [x, y]) = \sigma(x)\sigma(y) - \sigma(y)\sigma(x) - \sigma([x, x]) = 0;

因此τ′\tau'是JJ上的零和经过上的定义与UU的商同态τ\tau除以LL,映射1比1,这样σ=τ∘σ0\sigma = \tau \circ \sigma_0。从 σ0(g)\sigma_0(g) 开始,τ\tau 的唯一性是直接的,并且 1 生成代数 UU。

令g′g'为KK之上的另一个李代数,U′U'将代数和σ0′\sigma'_0典范映射包络于g′g'到U′U'。设ϕ\phi为gg到g′g'的同态。那么σ0′∘ϕ\sigma'_0 \circ \phi是gg到U′U'的α\alpha映射;因此,存在且仅有一个 UU 到 U′U' 映射 1 比 1 的同态 ϕ~\tilde{\phi} 且图表

g→ϕg′↓σ0↓σ0′U←ϕ~U′ \begin{array}{ccc} g & \xrightarrow{\phi} & g' \\ \downarrow \sigma_0 & & \downarrow \sigma'_0 \\ U & \xleftarrow{\tilde{\phi}} & U' \end{array}

是可交换的。常数项为零的UU的同态映射元素到常数项为零的U′U'的元素。如果g′′g''是KK上的另一个李代数,并且ϕ′\phi'是g′g'的同态到g′′g'',则(ϕ′∘ϕ)∼=ϕ~′∘ϕ~(\phi' \circ \phi)^{\sim} = \tilde{\phi}' \circ \tilde{\phi}。

2. 包络代数乘积李代数

令g1,g2g_1, g_2是KK上的两个李代数,UiU_i将gig_i的代数和gig_i的σi\sigma_i典范映射包络到UiU_i(i=1,2i = 1, 2)中。令 g=g1×g2,Ug = g_1 \times g_2, U 为代数和 gg 的 σ\sigma 典范映射到 UU 的包络。 g1g_1和g2g_2的典范嵌入进入gg 定义 U1U_1和U2U_2的典范同态进入UU,其像通勤,因此同态将代数 U1⊗KU2U_1 \otimes_K U_2 中的ϕ\phi 化为代数 UU,映射 1 比 1。

命题 2 09UY

同态ϕ\phi为代数同构

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 命题 1

被以下引用 习题 17, § 6

映射 σ′:(x1,x2)↦σ1(x1)⊗1+1⊗σ2(x2)\sigma': (x_1, x_2) \mapsto \sigma_1(x_1) \otimes 1 + 1 \otimes \sigma_2(x_2) (x1∈g1,x2∈g2x_1 \in g_1, x_2 \in g_2) 是 gg 到 U1⊗KU2U_1 \otimes_K U_2 的 α\alpha 映射,因此存在 UU 的 (no. 1, 命题 1) 唯一同态 τ\tau U1⊗KU2U_1 \otimes_K U_2 映射 1 比 1,使得:

(1)(1)
σ′=τ∘σ. \sigma' = \tau \circ \sigma.

现在ϕ∘τ∘σ=ϕ∘σ′=σ\phi \circ \tau \circ \sigma = \phi \circ \sigma' = \sigma和τ∘ϕ∘σ′=τ∘σ=σ′\tau \circ \phi \circ \sigma' = \tau \circ \sigma = \sigma',因此ϕ∘τ\phi \circ \tau和τ∘ϕ\tau \circ \phi分别是UU和U1⊗KU2U_1 \otimes_K U_2的恒等映射。因此命题。

U1⊗KU2U_1 \otimes_K U_2 与同构 ϕ\phi 下的UU 进行识别。然后gg到UU的典范映射由(1)与映射识别:

(x1,x2)↦σ1(x1)⊗1+1⊗σ2(x2). (x_1, x_2) \mapsto \sigma_1(x_1) \otimes 1 + 1 \otimes \sigma_2(x_2).

类似地,如果 g1,…,gng_1, \ldots, g_n 是李代数超过 KK,且包络代数 U1,…,UnU_1, \ldots, U_n,则 g1×⋯×gng_1 \times \cdots \times g_n 的包络代数 UU 被规范地识别为 U1⊗K⋯⊗KUnU_1 \otimes_K \cdots \otimes_K U_n 和典范映射 g1×⋯×gng_1 \times \cdots \times g_n 到 UU 被识别为映射:

(x1,…,xn)↦σ1(x1)⊗1⊗⋯⊗1+⋯+1⊗⋯⊗1⊗σn(xn) (x_1, \ldots, x_n) \mapsto \sigma_1(x_1) \otimes 1 \otimes \cdots \otimes 1 + \cdots + 1 \otimes \cdots \otimes 1 \otimes \sigma_n(x_n)
(σi\sigma_i 表示 gig_i 中的典范映射到UiU_i)。

3. 谎言代数的包围子代数

令gg为李代数超过KK,gg的hh子代数和g,hg, h的σ,σ′\sigma, \sigma'典范映射进入它们的包络线代数U,VU, V。然后将hh的典范嵌入ii转换为gg定义同态i~\tilde{i},称为*规范*,将VV转换为UU,从而得到σ∘i=i~∘σ′\sigma \circ i = \tilde{i} \circ \sigma'。 代数 i~(V)\tilde{i}(V) 由 1 和 σ(h)\sigma(h) 生成。我们将看到(no. 7,定理 5 的推论)i~\tilde{i} 在重要情况下是单射的。

如果hh是gg的理想,则σ(h)\sigma(h)重合生成的UU的左理想与σ(h)\sigma(h)生成的右理想,在其他字中它是双面理想RR。这是因为,对于 x∈hx \in h 和 x′∈gx' \in g,

σ(x)σ(x′)=σ(x′)σ(x)+σ([x,x′]) \sigma(x)\sigma(x') = \sigma(x')\sigma(x) + \sigma([x, x'])
和[x,x′]∈h[x, x'] \in h。

命题 3 09UZ

令hh为gg、gg的pp典范同态到g/hg/h和WW的理想,g/hg/h的包络代数。 同态:*

p~:U→W \tilde{p}: U \to W
*规范地定义pp是满射,其核是由σ(h)\sigma(h)生成的UU的理想RR。

引用了 1

引用了 命题 1

令 σ′′\sigma'' 为 g/hg/\mathfrak{h} 的典范映射进入 W。交换律图表:

h→ig↓σ′↓σV→ιU \begin{array}{ccc} \mathfrak{h} & \xrightarrow{i} & g \\ \downarrow \sigma' & & \downarrow \sigma \\ V & \xrightarrow{\iota} & U \end{array}
g→pg/h↓σ↓σ′′U→p~W \begin{array}{ccc} g & \xrightarrow{p} & g/\mathfrak{h} \\ \downarrow \sigma & & \downarrow \sigma'' \\ U & \xrightarrow{\tilde{p}} & W \end{array}

证明p~\tilde{p}在σ(h)\sigma(\mathfrak{h})上是零,因此在R上。令ψ\psi是U在U/R上的典范同态。 U/R 存在同态 ϕ\phi

g→pg/h↓σ↓σ′′U→ψU/R \begin{array}{ccc} g & \xrightarrow{p} & g/\mathfrak{h} \\ \downarrow \sigma & & \downarrow \sigma'' \\ U & \xrightarrow{\psi} & U/R \end{array}
U/R←ϕ′W↑θ↑ϕU/R→ϕW \begin{array}{ccc} U/R & \xleftarrow{\phi'} & W \\ & \uparrow \theta & \\ & \uparrow \phi & \\ U/R & \xrightarrow{\phi} & W \end{array}

代入 W 使得p~=ϕ∘ψ\tilde{p} = \phi \circ \psi。 g 到 U/R 的映射 ψ∘σ\psi \circ \sigma 是 α\alpha 映射,并且是 h\mathfrak{h} 上的零,因此定义是 g/hg/\mathfrak{h} 到 U/R 的 α\alpha θ\theta 映射,使得 θ∘p=ψ∘σ\theta \circ p = \psi \circ \sigma。然后ϕ∘θ∘p=ϕ∘ψ∘σ=σ′′∘p\phi \circ \theta \circ p = \phi \circ \psi \circ \sigma = \sigma'' \circ p。因此ϕ∘θ=σ′′\phi \circ \theta = \sigma''。在 U/R 映射 1 比 1 中,存在 (no. 1, 命题 1) 个且仅有一个同态 ϕ′\phi',且θ=ϕ′∘σ′′\theta = \phi' \circ \sigma''。那么ϕ′∘ϕ∘θ=ϕ′∘σ′′=θ\phi' \circ \phi \circ \theta = \phi' \circ \sigma'' = \theta和ϕ∘ϕ′∘σ′′=ϕ∘θ=σ′′\phi \circ \phi' \circ \sigma'' = \phi \circ \theta = \sigma'',因此ϕ′∘ϕ\phi' \circ \phi和ϕ∘ϕ′\phi \circ \phi'分别是U/R和W的恒等映射。这样就完成了证明。

U/R 在同构 ϕ\phi 下用 W 标识。然后将g/hg/\mathfrak{h}的典范映射σ′′\sigma''转化为W,用θ\theta来识别,即用g/hg/\mathfrak{h}的映射转化为从σ\sigma取商得出的U/R。

4. 包络相反的李代数的代数

令gg是K上的李代数,g0g^0与李代数和σ\sigma相反,以及gg和g0g^0的σ0\sigma_0典范映射进入它们的包络线代数U和V。那么 σ\sigma 是 g0g^0 到关联词代数 U0U^0 的 α\alpha 映射,与关联词代数 U 相反。因此,存在且仅有一个 V 到 U0U^0 的同态 ϕ\phi 映射 1 比 1,使得 σ=ϕ∘σ0\sigma = \phi \circ \sigma_0。

命题 4 09V0

同态 ϕ\phi 是 V 的同构到 U0U^0。

U 存在同态 ϕ′\phi' 到 V0V^0 映射 1 比 1 且σ0=ϕ′∘σ\sigma_0 = \phi' \circ \sigma。 ϕ′\phi'可以被认为是U0U^0的同态变成V。那么σ0=ϕ′∘ϕ∘σ0\sigma_0 = \phi' \circ \phi \circ \sigma_0和σ=ϕ∘ϕ′∘σ\sigma = \phi \circ \phi' \circ \sigma,因此ϕ′∘ϕ\phi' \circ \phi和ϕ∘ϕ′\phi \circ \phi'是V和U的恒等映射。因此命题。

V 与同构 ϕ\phi 下的U0U^0 进行标识。那么σ0\sigma_0就被识别为σ\sigma。

通过此识别,gg的同构θ:x↦−x\theta : x \mapsto -x到g0g^0定义同构θ~\tilde{\theta}到V=U0V = U^0。这个同构可以被认为是U的反自同构,称为U的主反自同构。如果x1,…,xnx_1, \ldots, x_n在gg中,则:

(2)θ~(σ(x1)…σ(xn))=θ~(σ(xn))…θ~(σ(x1))=(−σ(xn))…(−σ(x1)) (2) \quad \tilde{\theta}(\sigma(x_1) \ldots \sigma(x_n)) = \tilde{\theta}(\sigma(x_n)) \ldots \tilde{\theta}(\sigma(x_1)) = (-\sigma(x_n)) \ldots (-\sigma(x_1))
=(−1)nσ(xn)…σ(x1). = (-1)^n \sigma(x_n) \ldots \sigma(x_1).

5. 对称代数模

设V为K-模。 V 可以以一种独特的方式被视为可交换的李代数。然后可以如下获得V的包络代数:令T为V的张量代数;令 I 为由张量 x⊗y−y⊗xx \otimes y - y \otimes x (x∈V,y∈Vx \in V, y \in V) 生成的 T 的两侧理想;然后形式代数S=T/IS = T/I。

回想一下(*代数*,章III, § 6),S被称为V的对称代数,我们简单总结一下这个章,证明所需的性质,其中直接的。令TnT^n为T中阶n的齐次张量的集合。则I=(I∩T2)+(I∩T3)+⋯I = (I \cap T^2) + (I \cap T^3) + \cdots,因此S为TnT^n的典范像SnS^n的直和。 SnS^n的元素称为次数n的齐次。 S0=K.1,S1S^0 = K.1, S^1 与V 和SnSp⊂Sn+pS^n S^p \subset S^{n+p} 进行识别。 代数 S 由 1 和 S1=VS^1 = V 生成。显然 S1S^1 中的任意两个元素都是可置换的,因此 S 是可交换的。如果 V 是自由K-模,其中基 (xλ)λ∈Λ(x_\lambda)_{\lambda \in \Lambda},则将多项式代数 K[Xλ]λ∈ΛK[X_\lambda]_{\lambda \in \Lambda} 的典范同态 f 放到 S 上,其中映射 1 到 1 且 XλX_\lambda 到 xλx_\lambda 对于所有λ∈Λ\lambda \in \Lambda 是同构:对于 S 的泛性质 (no. 1,命题 1),存在同态 g 的 S 进入K[Xλ]λ∈ΛK[X_\lambda]_{\lambda \in \Lambda},其中映射 1 到 1,xλx_\lambda 到XλX_\lambda 对于所有 λ∈Λ\lambda \in \Lambda 且 f 和 g 是另一个的逆同态。

设S′n⊂Tn{S'}^n \subset T^n为阶n的齐次对称张量的集合(代数,章III, § 5, no. 1,定义2)。如果K是特征0的域,则S′n{S'}^n和I∩TnI \cap T^n在TnT^n中互补。令 (xλ)λ∈Λ(x_\lambda)_{\lambda \in \Lambda} 为 V 中的基。我们给Λ\Lambda一个总排序(*集合理论*,章III, § 2, no. 3,定理1)。令Λn\Lambda_n为Λ\Lambda的n个元素中的递增序列中的集合。对于M=(λ1,…,λn)∈ΛnM = (\lambda_1, \ldots, \lambda_n) \in \Lambda_n,让

yM=1n!∑σ∈Snxλσ(n)⊗⋯⊗xλσ(n). y_M = \frac{1}{n!} \sum_{\sigma \in S_n} x_{\lambda_{\sigma(n)}} \otimes \cdots \otimes x_{\lambda_{\sigma(n)}}.

向量K空间S′n{S'}^n的生成元的M∈ΛnM \in \Lambda_n形式系统的yMy_M。现在,根据上一段,SnS^n中的典范像构成了SnS^n中的基。因此,(yM)M∈Λn(y_M)_{M \in \Lambda_n}是TnT^n中I∩TnI \cap T^n的补充子空间的基(*代数*,章II, § 1, no. 6,命题4),从而建立了我们的断言。

因此,当K为特征0的域时,典范映射Tn→SnT^n \to S^n的限制到S′n{S'}^n是空间S′n{S'}^n到空间SnS^n的同构,因此有逆同构。因此,对于空间 S 的每个 n 定义典范同构到空间获得逆同构

S′=∑n≥0S′n of symmetric tensors. S' = \sum_{n \geq 0} {S'}^n \text{ of symmetric tensors}.

6. 包络过滤代数

令gg是KK模块gg的KK和TT张量代数的李代数。令TnT^n为阶nn和Tn=∑i≤nTiT_n = \sum_{i \leq n} T^i的齐次张量的TT由……组成的子模。然后是Tn⊂Tn+1T_n \subset T_{n+1}、T0=K.1T_0 = K.1、T−1={0}T_{-1} = \{0\}和TnTp⊂Tn+pT_n T_p \subset T_{n+p}。

令UnU_n为TnT_n的典范像,并且在gg的包络线代数UU中。然后是Un⊂Un+1U_n \subset U_{n+1}、U0=K.1U_0 = K.1、U−1={0}U_{-1} = \{0\}和UnUp⊂Un+pU_n U_p \subset U_{n+p};因此 UU 可以描述为代数 由 UnU_n (交换代数, 章 III, § 2, no. 1) 过滤; UnU_n的元素将被称为*过滤*≤n\leq n。

令GnG^n为KK-模块Un/Un−1U_n / U_{n-1},让GG为GnG^n的KK-模块直和。 UU 定义上的乘法,在取商时,Gn×GmG^n \times G^m到Gn+mG^{n+m}的双线性映射,因此G×GG \times G到GG的双线性映射,这是结合的。因此 GG 被赋予关联性 KK-代数结构。然后GnGm⊂Gn+mG^n G^m \subset G^{n+m}。 GnG^n的元素据说是*次数* nn。由此获得的分级代数正是与过滤后的代数UU相关联的分级代数(*交换代数*,章III, § 2, no. 3)。

令 ϕn\phi_n 为规范 KK 线性映射的合成

Tn→Un→Gn. T^n \to U_n \to G^n.

由于TnT^n是TnT_n中Tn−1T_{n-1}的补充,ϕn\phi_n是满射。 ∑nTn=T\sum_n T^n = T 的ϕn\phi_n 定义 KK-线性映射ϕ\phi 到∑nGn=G\sum_n G^n = G。

命题 5 09V1

TT到GG的映射ϕ\phi是代数同态映射1比1,并且是张量x⊗y−y⊗xx \otimes y - y \otimes x(x∈g,y∈gx \in g, y \in g)生成的双面理想上的零。

如果t∈Tnt \in T^n和t′∈Tpt' \in T^p,则GG上ϕ(t)ϕ(t′)=ϕ(tt′)\phi(t)\phi(t') = \phi(tt')乘定义除乘法。因此ϕ\phi是代数同态并且显然是ϕ(1)=1\phi(1) = 1。如果x,yx, y在gg中,则U2U_2中该元素的x⊗y−y⊗x∈T2x \otimes y - y \otimes x \in T^2和典范像等于[x,y][x, y],因此属于到U1U_1。因此ϕ(x⊗y−y⊗x)=0\phi(x \otimes y - y \otimes x) = 0,证明了命题。

令SS为KK模块gg的对称代数和TT的τ\tau典范同态到SS的对称。 命题 5证明存在唯一同态ω\omega,称为*规范*,将代数SS到代数GG,映射1比1,使得ϕ=ω∘τ\phi = \omega \circ \tau。我们有ω(Sn)=ϕ(Tn)=Gn\omega(S^n) = \phi(T^n) = G^n。令τn\tau_n为τ\tau至TnT^n的限制、ω\omega至SnS^n的ωn\omega_n限制、TnT^n的ψn\psi_n典范映射代入UnU_n的UnU_n和θn\theta_n典范映射到GnG^n。 ωn\omega_n的定义证明以下图表是可交换的:

Tn→ψnUn→θnGn↘↙Sn→ωn \begin{array}{ccccc} T^n & \xrightarrow{\psi_n} & U_n & \xrightarrow{\theta_n} & G^n \\ & \searrow & & \swarrow & \\ & & S^n & \xrightarrow{\omega_n} & \end{array}

命题 6 09V2

如果K是诺特并且g是有限生成模,则环U是正确的并且左诺特的。

被以下引用 1

被以下引用 推论

S 是 K 上有限生成的代数,因此诺特环(*交换代数*,章 III, § 2, no. 10,推论 3 到定理 2)。因此,与 S 的商环同构的 G 是诺特。因此 U 是正确的且左诺特的 (交换代数, 章 III, § 2, no. 10, 注 2)。

推论 09V3

假设 K 为域并且 g 是 K 上的有限维。令 I₁, ..., Iₘ 为 U 中有限余维的右(或左)理想。则乘积理想I₁I₂...Iₘ 等于有限余维。

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 命题 6

被以下引用 定理 1(扎森豪斯), I § 7

通过 m 上的归纳,足以考虑对于例两个正确理想的情况。右 U 模 I₁ 由元素 u₁, ..., uₚ (命题 6) 的有限数生成。令 v₁, ..., vₐ 为 U 的元素,其类模 I₂ 生成向量空间 U/I₂。然后 uᵢvⱼ 生成向量空间 I₁/I₁I₂ 的 I₁/I₁I₂ 中的典范像,因此是有限维的。因此,dim_K(U/I₁I?) = dim_K(U/I₁) + dim_K(I₁/I₁I?) < +∞。

注 09V4

设g'在环K上为另一个李代数,U'其包络代数,过滤≤n\leq nU'元素U'_n集合和U^n(resp.U'^n)集合典范像在阶 n 的 g(分别为 g')的齐次对称张量的 U(分别为 U')中。令η\eta为g到g'的同态,并令η~\tilde{\eta}为U到U'的相应的同态。然后

η~(Un)⊂Un′,η~(Un)⊂U′n. \tilde{\eta}(U_n) \subset U'_n, \quad \tilde{\eta}(U^n) \subset {U'}^n.

特别是,U 的主要反自同构使 U_n 和 U^n 保持稳定。 T^n 的 K-线性映射自身映射

x1⊗x2⊗⋯⊗xntoxn⊗xn−1⊗⋯⊗x1 x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_n \quad \text{to} \quad x_n \otimes x_{n-1} \otimes \cdots \otimes x_1

因为 g 中的所有 x1,...,xnx_1, ..., x_n 都是对称算子,因此阶 n 的齐次对称张量是固定的。因此,U 诱导在比率 (−1)n(-1)^n 的每个 U^n 位似上存在主要反自同构。

7. 庞加莱-伯霍夫-威特定理

定理 1 09V5

令 g 为谎言 K-代数,U 为其包络代数,G 为与过滤后的代数 U 相关的分级代数,S 为 K-模 g 的对称代数。如果 g 为自由K-模,则典范同态 ω:S→G\omega : S \to G 为同构。

引用了 1 · 被以下引用 6

引用了 定理 1(策梅洛), E III § 2

被以下引用 习题 2, § 2, 习题 8, § 2, 引理 3, 推论 7, 定理 1, VIII § 12, 命题 4, VIII § 8

设(xλ)λ∈Λ(x_\lambda)_{\lambda \in \Lambda}为K-模g中的基;我们给Λ\Lambda一个总排序(*集合理论*,章III, § 2, no. 3,定理1)。令 P 为对应与 xλx_\lambda 一对一的不定式 zλz_\lambda 中的多项式代数 K[zλ]λ∈ΛK[z_\lambda]_{\lambda \in \Lambda}。对于Λ\Lambda的元素的每个序列M=(λ1,λ2,...,λn)M = (\lambda_1, \lambda_2, ..., \lambda_n),令zMz_M表示单项式zλ1zλ2...zλnz_{\lambda_1}z_{\lambda_2}...z_{\lambda_n}和xMx_M张量xλ1⊗xλ2⊗⋯⊗xλnx_{\lambda_1} \otimes x_{\lambda_2} \otimes \cdots \otimes x_{\lambda_n}。

zMz_M,对于 M 递增,K-模 P 的形式基(我们约定∅\varnothing 是递增序列以及z∅=1z_\varnothing = 1)。令 PpP_p 为次数 ≤p\leq p 多项式的子模。我们首先要证明几个引理。 (为了简化,我们将序列 M 的每指标 μ\mu 写成 λ≤M\lambda \leq M if λ≤μ\lambda \leq \mu。)

引理 1 09V6

对于每个整数p≥0p \geq 0,K-模g⊗KPpg \otimes_K P_p中存在唯一同态fpf_p进入K-模P满足以下条件:*

(Ap)fp(xλ⊗zM)=zλzMfor λ≤M,zM∈Pp;(Bp)fp(xλ⊗zM)−zλzM∈Pqfor zM∈Pq,q≤p;(Cp)fp(xλ⊗fp(xμ⊗zN))=fp(xμ⊗fp(xλ⊗zN))+fp([xλ,xμ]⊗zN) \begin{align*} (A_p) \quad & f_p(x_\lambda \otimes z_M) = z_\lambda z_M \quad \text{for } \lambda \leq M, z_M \in P_p; \\ (B_p) \quad & f_p(x_\lambda \otimes z_M) - z_\lambda z_M \in P_q \quad \text{for } z_M \in P_q, q \leq p; \\ (C_p) \quad & f_p(x_\lambda \otimes f_p(x_\mu \otimes z_N)) = f_p(x_\mu \otimes f_p(x_\lambda \otimes z_N)) + f_p([x_\lambda, x_\mu] \otimes z_N) \end{align*}
zN∈Pp−1z_N \in P_{p-1}。 ((Cp)中出现的项对(B_p)来说是有意义的。)

被以下引用 1

被以下引用 引理 2

此外,fpf_p的限制到g⊗Pp−1g \otimes P_{p-1}重合与fp−1f_{p-1}。

由于 fpf_p 到 g⊗KPp−1g \otimes_K P_{p-1} 的限制满足条件 (A_{p-1})、(B_{p-1}) 和 (C_{p-1}),所以最后一个断言是其他的。我们将通过pp上的归纳证明fpf_p的存在性和唯一性。对于p=0p = 0,条件(A_0)给出f0(xλ⊗1)=zλf_0(x_\lambda \otimes 1) = z_\lambda,条件(B_0)和(C_0)显然是满足的。现在假设fp−1f_{p-1}的存在性和唯一性都被证明了。我们证明fp−1f_{p-1}承认唯一的扩张fpf_p到g⊗KPpg \otimes_K P_p满足条件(A_p),(B_p)和(C_p)。

我们必须为 pp 元素的递增序列 M 定义 fp(xλ⊗zM)f_p(x_\lambda \otimes z_M)。

如果 λ≤M\lambda \leq M,值由条件 (A_p) 给出。否则,M可以唯一地写成形式(μ,N\mu, N),其中μ<λ,μ≤N\mu < \lambda, \mu \leq N。然后

zM=zμzN=fp−1(xμ⊗zN) z_M = z_\mu z_N = f_{p-1}(x_\mu \otimes z_N)
通过 (A_{p-1}),因此 (C_p) 的左侧为 fp(xλ⊗zM)f_p(x_\lambda \otimes z_M)。现在 (C_p) 的右侧已经定义:for (B_{p-1}) 允许我们写:
fp(xλ⊗zN)=fp−1(xλ⊗zN)=zλzN+w f_p(x_\lambda \otimes z_N) = f_{p-1}(x_\lambda \otimes z_N) = z_\lambda z_N + w
其中w∈Pp−1w \in P_{p-1};因此 (C_p) 的右侧变为:
zλzμzN+fp−1(xμ⊗w)+fp−1([xλ,xμ]⊗zN). z_\lambda z_\mu z_N + f_{p-1}(x_\mu \otimes w) + f_{p-1}([x_\lambda, x_\mu] \otimes z_N).

因此fpf_p被唯一定义并且显然满足条件(A_p)和(B_p)。如果μ<λ,μ≤N\mu < \lambda, \mu \leq N则满足条件(C_p)。由于[xμ,xλ]=−[xλ,xμ][x_\mu, x_\lambda] = -[x_\lambda, x_\mu],条件(C_p)也满足λ<μ,λ≤N\lambda < \mu, \lambda \leq N。由于 (C_p) 对于 λ=μ\lambda = \mu 来说是简单满足的,因此如果 λ≤N\lambda \leq N 或 μ≤N\mu \leq N 则满足 (C_p)。如果这些不等式都不成立,则 N=(ν,Q)N = (\nu, Q),其中 ν≤Q,ν<λ,ν<μ\nu \leq Q, \nu < \lambda, \nu < \mu。从今以后将fp(x⊗z)=xzf_p(x \otimes z) = xz缩写为x∈gx \in g和z∈Ppz \in P_p,我们得到归纳假设:

xμzN=xμ(xνzQ)=xν(xμzQ)+[xμ,xν]zQ. x_\mu z_N = x_\mu(x_\nu z_Q) = x_\nu(x_\mu z_Q) + [x_\mu, x_\nu]z_Q.

现在zμzQz_\mu z_Q是形式zμzQ+wz_\mu z_Q + w,其中w∈Pp−2w \in P_{p-2}。 (C_p) 可应用于 xλ(xν(zμzQ))x_\lambda(x_\nu(z_\mu z_Q)),因为 ν≤Q\nu \leq Q 和 ν<μ\nu < \mu,并且可通过归纳假设应用于 xλ(xνw)x_\lambda(x_\nu w),从而应用于 xλ(xν(xμzQ))x_\lambda(x_\nu(x_\mu z_Q))。因此:

xλ(xμzN)=xν(xλ(xμzQ))+[xλ,xν](xμzQ)+[xμ,xν](xλzQ)+[xλ,[xμ,xν]]zQ. x_\lambda(x_\mu z_N) = x_\nu(x_\lambda(x_\mu z_Q)) + [x_\lambda, x_\nu](x_\mu z_Q) + [x_\mu, x_\nu](x_\lambda z_Q) + [x_\lambda, [x_\mu, x_\nu]]z_Q.

交换 λ\lambda 和 μ\mu 并相减:

xλ(xμzN)−xμ(xλzN)=xv(xλ(xμzQ)−xμ(xλzQ))+[xλ,[xμ,xv]]zQ−[xμ,[xλ,xv]]zQ=xv([xλ,xμ]zQ)+[xλ,[xμ,xv]]zQ+[xμ,[xv,xλ]]zQ=[xλ,xμ](xvzQ)+([xv,[xλ,xμ]]+[xλ,[xμ,xv]]+[xμ,[xv,xλ]])zQ x_{\lambda}(x_{\mu}z_{N}) - x_{\mu}(x_{\lambda}z_{N}) = x_{v}(x_{\lambda}(x_{\mu}z_{Q}) - x_{\mu}(x_{\lambda}z_{Q})) + [x_{\lambda}, [x_{\mu}, x_{v}]]z_{Q} - [x_{\mu}, [x_{\lambda}, x_{v}]]z_{Q} = x_{v}([x_{\lambda}, x_{\mu}]z_{Q}) + [x_{\lambda}, [x_{\mu}, x_{v}]]z_{Q} + [x_{\mu}, [x_{v}, x_{\lambda}]]z_{Q} = [x_{\lambda}, x_{\mu}](x_{v}z_{Q}) + ([x_{v}, [x_{\lambda}, x_{\mu}]] + [x_{\lambda}, [x_{\mu}, x_{v}]] + [x_{\mu}, [x_{v}, x_{\lambda}]])z_{Q}

因此由雅可比恒等式

xλ(xμzN)−xμ(xλzN)=[xλ,xμ]zN x_{\lambda}(x_{\mu}z_{N}) - x_{\mu}(x_{\lambda}z_{N}) = [x_{\lambda}, x_{\mu}]z_{N}

完成引理 1 中的证明。

引理 2 09V7

存在gg到LK(P)\mathscr{L}_{K}(P)的α\alpha映射σ\sigma,使得:

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 引理 1

被以下引用 引理 3

(1) σ(xλ)zM=zλzM\sigma(x_{\lambda})z_{M} = z_{\lambda}z_{M} 为 λ≤M\lambda \leq M; (2) σ(xλ)zM≡zλzM\sigma(x_{\lambda})z_{M} \equiv z_{\lambda}z_{M} (mod. PpP_{p}) 如果 MM 有 pp 元素。

到引理 1 时,K-模 g⊗KPpg \otimes_{K} P_{p} 中存在同态 ff 到 PP 满足,对于所有 pp、条件 (Ap_{p})、(Bp_{p}), (Cp_{p})(其中fpf_{p}替换为ff)。 K-模 gg 到 K-模 LK(P)\mathscr{L}_{K}(P) 和 σ\sigma 的同态定义同态 σ\sigma 是α\alpha 映射,因为条件 (Cp_{p})。最后,由于条件(Ap_{p})和(Bp_{p}),σ\sigma满足引理的性质(1)和(2)。

引理 3 09V8

令Tn∩JT_{n} \cap J中的tt为张量。 阶nntt的齐次分量tnt_{n}在典范同态T→ST \to S的核II中。

引用了 2

引用了 引理 2, 定理 1

我们将形式∑i=1rxMi\sum_{i=1}^{r} x_{M_{i}}写成tnt_{n},其中MiM_{i}是nn的序列,Λ\Lambda的元素。 映射σ\sigma扩展到代数TT的同态变成代数LK(P)\mathscr{L}_{K}(P)(我们也用σ\sigma表示),即JJ上的零。通过引理 2,σ(t).1\sigma(t) . 1 是一个多项式,其最高次数中的项为 ∑i=1rzMi\sum_{i=1}^{r} z_{M_{i}}。作为t∈Jt \in J、σ(t)=0\sigma(t) = 0,因此在PP中为∑i=1rzMi=0\sum_{i=1}^{r} z_{M_{i}} = 0。现在 PP 被规范地标识为 SS,因为 gg 具有基 (xλ)(x_{\lambda})。因此SS中tnt_{n}的典范像是零,即tn∈It_{n} \in I。

现在我们可以证明定理 1。需要证明SS到GG的典范同态是单射的。在其他字中,如果t∈Tnt \in T^{n}和ψ\psi将TT的典范同态表示到UU上,则需要证明条件ψ(t)∈Un−1\psi(t) \in U_{n-1}隐含t∈It \in I。现在ψ(t)∈Un−1\psi(t) \in U_{n-1}意味着存在张量t′∈Tn−1t' \in T_{n-1}使得t−t′∈Jt - t' \in J。 张量 t−t′t - t' 承认 tt 为阶 nn 的齐次分量,因此 t∈It \in I 为引理 3。

推论 1 09V9

假设 gg 是一个免费的 KK 模块。令 WW 为 TnT^{n} 的子 K 模。

被以下引用 3

被以下引用 推论 2, 推论 3, 推论 4

如果,在图表的记号(3)中,*τn\tau_n*到*WW*的*限制是*WW*到*SnS^n的同构,*则*ψn\psi_n*到*的限制 WW 是 WW *的同构 到 Un−1U_{n-1} *的补充 在 UnU_n。

ωn∘τn\omega_n \circ \tau_n的限制到WW是WW的双射到GnG^n; 限制 θn∘ψn\theta_n \circ \psi_n 至 WW 也是如此。由此得出推论。

推论 2 09VA

如果 gg 是自由K-模,则 gg 的典范映射进入其包络线代数是单射的。

引用了 1

引用了 推论 1

这是从取 W=T1W = T^1 的推论 1 得出的。

当gg为自由K-模时(特别是当K为域时),gg与gg的典范映射下的UU的子模识别为UU。本公约自以下推论起采用。

推论 3 09VB

如果gg承认包络代数UU的全序基(xλ)λ∈Λ(x_\lambda)_{\lambda \in \Lambda}、元素xλ1xλ2…xλnx_{\lambda_1} x_{\lambda_2} \ldots x_{\lambda_n},其中(λ1,…,λn)(\lambda_1, \ldots, \lambda_n)是元素的任意递增有限序列 Λ\Lambda、形式基共 K-模 UU。

引用了 1 · 被以下引用 4

引用了 推论 1

被以下引用 推论 5, Remark, II § 1, 定理 1, II § 3, 定理 2, II § 3

令Λn\Lambda_n为Λ\Lambda的nn元素的递增序列中的集合。对于M=(λ1,…,λn)∈ΛnM = (\lambda_1, \ldots, \lambda_n) \in \Lambda_n,设yM=xλ1⊗xλ2⊗⋯⊗xλny_M = x_{\lambda_1} \otimes x_{\lambda_2} \otimes \cdots \otimes x_{\lambda_n}。令WW为TnT^n的子模和基(yM)M∈Λn(y_M)_{M \in \Lambda_n}。推论1表明,ψn\psi_n到WW的限制是WW的同构到UnU_n中Un−1U_{n-1}的补充。但是

ψn(yM)=xλ1xλ2…xλn, \psi_n(y_M) = x_{\lambda_1} x_{\lambda_2} \ldots x_{\lambda_n},

从而推论。

推论 4 09VC

令 S′n⊂Tn{S'}^n \subset T^n 为阶 n 的齐次对称张量的集合。假设K是特征0的域,那么典范映射*的复合映射

Sn→S′n→Un S^n \to {S'}^n \to U_n

是 UnU_n 中向量空间 SnS^n 的同构到Un−1U_{n-1} 的补充。

引用了 1 · 被以下引用 2

引用了 推论 1

被以下引用 习题 19, § 6, Remark, II § 1

这是从采用 W=S′nW = {S'}^n 的推论 1 得出的。

假设此后 K 是特征 0 的域。令 ηn\eta_n 为刚刚定义的 UnU_n 中 SnS^n 的映射。让Un=ηn(Sn)U^n = \eta_n(S^n)。 向量空间 UU 是 UnU^n 的直和。 向量空间S=∑nSnS = \sum_n S^n到向量空间U=∑nUnU = \sum_n U^n的ηn\eta_n定义同构η\eta,称为S到U*的*典范同构;这*不是*代数同构。我们有交换律图表:

Un↗ψn↑ηn↘θnS′nGn↘τn↗ωnSn \begin{array}{ccccc} & & U^n & & \\ & \nearrow \psi_n & \uparrow \eta_n & \searrow \theta_n & \\ {S'}^n & & & & G^n \\ & \searrow \tau_n & & \nearrow \omega_n & \\ & & S^n & & \end{array}

其中每个箭头代表向量空间同构。如果x1,x2,…,xnx_1, x_2, \ldots, x_n在gg、ηn\eta_n 映射乘积 x1x2…xnx_1 x_2 \ldots x_n,则按SS计算,到元素

1n!∑σ∈Snxσ(1)xσ(2)⋯xσ(n) \frac{1}{n!} \sum_{\sigma \in S_n} x_{\sigma(1)} x_{\sigma(2)} \cdots x_{\sigma(n)}

按UU计算。

推论 5 09VD

令hh为李代数gg的子代数和U′U'其包络代数。假设KK-模块hh和g/hg/h是免费的(对于例,如果KK是域)。设(xα)α∈L(x_\alpha)_{\alpha \in L}为hh的基,(yβ)β∈M(y_\beta)_{\beta \in M}为gg的元素的家庭,其典范像在g/hg/h形式基为g/hg/h。

(a) *U′U'到UU的典范同态是单射的。

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 推论 3

被以下引用 VIII § 6. 。 模超过分裂的半单李代数

(b) 如果MM全序,元素yβ1…yβqy_{\beta_1} \ldots y_{\beta_q},其中UU中的β1≤⋯≤βq\beta_1 \leq \cdots \leq \beta_q、形式基被视为U′U'上的左或右模。

我们给L∪ML \cup M一个总排序,使得LL的每个元素都小于MM的每个元素。 元素 xα1xα2…xαpx_{\alpha_1} x_{\alpha_2} \ldots x_{\alpha_p} 在 U′U'(其中 α1≤⋯≤αp\alpha_1 \leq \cdots \leq \alpha_p)形式基中计算U′U'(推论 3)。 元素

xα1…xαpyβ1…yβq x_{\alpha_1} \ldots x_{\alpha_p} y_{\beta_1} \ldots y_{\beta_q}

UU(其中α1≤⋯≤αp≤β1≤⋯≤βq\alpha_1 \leq \cdots \leq \alpha_p \leq \beta_1 \leq \cdots \leq \beta_q)类似地计算UU的形式基。因此,U′U'的典范同态转化为U′U'的基的UU映射元素到UU的线性无关的元素,因此是单射的。此外可以看出,UU的yβ1…yβqy_{\beta_1} \ldots y_{\beta_q}(其中β1≤⋯≤βq\beta_1 \leq \cdots \leq \beta_q)形式基被视为左U′U'模块。对L∪ML \cup M进行排序,使得MM的每个元素小于LL的每个元素,同样可以看出yβ1…yβqy_{\beta_1} \ldots y_{\beta_q}(其中β1≤⋯≤βq\beta_1 \leq \cdots \leq \beta_q)形式基被视为UU的右U′U'-模块。

在推论5的条件下,U′U'与hh通过U′U'的典范同态进入UU生成的UU的子代数进行识别。

推论 6 09VE

假设KK-模块gg是直和/子代数g1,g2,…,gng_1, g_2, \ldots, g_n,并且每个gig_i都是一个免费的KK-模块。令 UiU_i 为 gig_i (1≤i≤n1 \leq i \leq n) 的包络代数。令ϕ\phi为KK模块U1⊗K⋯⊗KUnU_1 \otimes_K \cdots \otimes_K U_n到UU的KK线性映射,由U1×⋯×UnU_1 \times \cdots \times U_n到UU的多线性映射(u1,…,un)↦u1…un(u_1, \ldots, u_n) \mapsto u_1 \ldots u_n定义。那么ϕ\phi是一个KK模块同构。

被以下引用 2

被以下引用 命题 1, VIII § 6, 命题 6, VIII § 6

令 (xλi)λ∈Li(x^i_{\lambda})_{\lambda \in L_i} 为 gig_i 中的基。我们总共阶L1∪⋯∪LnL_1 \cup \cdots \cup L_n,这样LiL_i的每个元素就超过了i≥ji \geq j的LjL_j的每个元素。然后元素:

(xλ11xλ21…xλp1)⊗⋯⊗(xv1nxv2n…xvqn), (x^1_{\lambda_1} x^1_{\lambda_2} \ldots x^1_{\lambda_p}) \otimes \cdots \otimes (x^n_{v_1} x^n_{v_2} \ldots x^n_{v_q}),

其中λ1≤λ2≤⋯≤λp≤⋯≤v1≤v2≤⋯≤vq\lambda_1 \leq \lambda_2 \leq \cdots \leq \lambda_p \leq \cdots \leq v_1 \leq v_2 \leq \cdots \leq v_q,构成U1⊗K⋯⊗KUnU_1 \otimes_K \cdots \otimes_K U_n的基。它们由 ϕ\phi 映射到元素:

xλ11xλ21…xλp1…xv1nxv2n…xvqn x^1_{\lambda_1} x^1_{\lambda_2} \ldots x^1_{\lambda_p} \ldots x^n_{v_1} x^n_{v_2} \ldots x^n_{v_q}

构成 UU 的基。由此得出推论。

推论 7 09VF

如果 K 为整环并且 g 为自由K-模,则代数 U 没有零的除子。

引用了 1 · 被以下引用 2

引用了 定理 1

被以下引用 习题 20, § 4, 命题 6, VIII § 6

G 同构于 K (定理 1) 上的多项式代数,因此是整环 (代数, 章 IV, § 1, no. 4, 定理 1)。因此推论 (交换代数, 章 III, § 2, no. 3, 命题 1)。

8. 扩张推导

引理 4 09VG

设 V 为 K-模,T 张量代数为 V。让你成为V中的自同态。 T 中存在且仅有一个推导,其中扩展 u。这个推导与 T 上的对称算子交换。

被以下引用 1

被以下引用 命题 7

令 F = V × V × ... × V (n 因子)。 映射

(x1,…,xn)↦ux1⊗x2⊗⋯⊗xn+x1⊗ux2⊗⋯⊗xn+⋯+x1⊗x2⊗⋯⊗uxn (x_1, \ldots, x_n) \mapsto ux_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes x_n \\ + x_1 \otimes ux_2 \otimes \cdots \otimes x_n + \cdots + x_1 \otimes x_2 \otimes \cdots \otimes ux_n
F 到 ⨂nV\bigotimes^n V 是多重线性的。因此存在 ⨂nV\bigotimes^n V 的自同态 unu_n 使得:
un(x1⊗⋯⊗xn)=ux1⊗⋯⊗xn+⋯+x1⊗⋯⊗uxn u_n(x_1 \otimes \cdots \otimes x_n) = ux_1 \otimes \cdots \otimes x_n + \cdots + x_1 \otimes \cdots \otimes ux_n
对于V中的所有x1,…,xnx_1, \ldots, x_n。然后u1=uu_1 = u。令v为K-模T的自同态,其中重合在每个Tn=⨂nVT^n = \bigotimes^n V上有unu_n,并且在T0=K.1T^0 = K.1上有零。我们证明 v 是 T 的推导。如果 x1,…,xn,y1,…,ypx_1, \ldots, x_n, y_1, \ldots, y_p 是 V 的元素,那么
v((x1⊗⋯⊗xn)⊗(y1⊗⋯⊗yp))=∑i=1nx1⊗⋯⊗xi−1⊗uxi⊗xi+1⊗⋯⊗xn⊗y1⊗⋯⊗yp+∑j=1px1⊗⋯⊗xn⊗y1⊗⋯⊗yj−1⊗uyj⊗yj+1⊗⋯⊗yp=v(x1⊗⋯⊗xn)⊗(y1⊗⋯⊗yp)+(x1⊗⋯⊗xn)⊗v(y1⊗⋯⊗yp). v((x_1 \otimes \cdots \otimes x_n) \otimes (y_1 \otimes \cdots \otimes y_p)) \\ = \sum_{i=1}^n x_1 \otimes \cdots \otimes x_{i-1} \otimes ux_i \otimes x_{i+1} \otimes \cdots \otimes x_n \otimes y_1 \otimes \cdots \otimes y_p \\ + \sum_{j=1}^p x_1 \otimes \cdots \otimes x_n \otimes y_1 \otimes \cdots \otimes y_{j-1} \otimes uy_j \otimes y_{j+1} \otimes \cdots \otimes y_p \\ = v(x_1 \otimes \cdots \otimes x_n) \otimes (y_1 \otimes \cdots \otimes y_p) + (x_1 \otimes \cdots \otimes x_n) \otimes v(y_1 \otimes \cdots \otimes y_p).
根据线性关系,v 为推导。 v 的唯一性是显而易见的。最后,显然 unu_n 与 ⨂nV\bigotimes^n V、从而最后一个断言上的所有对称算子都可交换。

命题 7 09VH

Let g be a Lie algebra, U its enveloping algebra, σ the canonical mapping of g into U and D a derivation of g.* (a) *There exists one and only one derivation DUD_U of U such that σ∘D=DU∘σ\sigma \circ D = D_U \circ \sigma (that is such that DUD_U extends D, when g can be identified with a submodule of U under σ). (b) DUD_U leaves stable UnU_n and the set UnU^n of images in U of the homogeneous symmetric tensors of order n over g.

(c) DUD_U 与 UU 的主要反自同构可交换。

(d) *如果DD是gg的元素xx定义的gg的内部推导,则DUD_U是σ(x)\sigma(x)定义的UU的内部推导。

引用了 2 · 被以下引用 1

引用了 引理 4, A IV § 4. 。正式幂级数

被以下引用 命题 2, I § 3

令 DTD_T 为张量代数 TT gg 的推导,其中扩展 DD (引理 4)。由 TT 生成的双边理想 JJ

x⊗y−y⊗x−[x,y] x \otimes y - y \otimes x - [x, y]

gg中的(x,y(x, y)在DTD_T下是稳定的。为了:

DT(x⊗y−y⊗x−[x,y])=Dx⊗y−y⊗Dx−[Dx,y] D_T(x \otimes y - y \otimes x - [x, y]) = Dx \otimes y - y \otimes Dx - [Dx, y]
+x⊗Dy−Dy⊗x−[x,Dy]. + x \otimes Dy - Dy \otimes x - [x, Dy].

在经过上对 UU 进行DTD_T 定义推导 DUD_U 的商,使得 σ∘D=DU∘σ\sigma \circ D = D_U \circ \sigma。 DUD_U的唯一性从1开始就是直接的,并且σ(g)\sigma(g)生成代数UU。 断言 (b) 是显而易见的。设AA为UU的主要反自同构。现在我们证明(c)。如果x1,…,xnx_1, \ldots, x_n在gg中,那么

DUA(σ(x1)…σ(xn))=DU((−1)nσ(xn)…σ(x1)) D_U A(\sigma(x_1) \ldots \sigma(x_n)) = D_U((-1)^n \sigma(x_n) \ldots \sigma(x_1))
=(−1)n∑i=1nσ(xn)…DU(σ(xi))…σ(x1) = (-1)^n \sum_{i=1}^n \sigma(x_n) \ldots D_U(\sigma(x_i)) \ldots \sigma(x_1)
=(−1)n∑i=1nσ(xn)…σ(Dxi)…σ(x1) = (-1)^n \sum_{i=1}^n \sigma(x_n) \ldots \sigma(Dx_i) \ldots \sigma(x_1)
=A(∑i=1nσ(x1)…σ(Dxi)…σ(xn)) = A \left( \sum_{i=1}^n \sigma(x_1) \ldots \sigma(Dx_i) \ldots \sigma(x_n) \right)
=ADU(σ(x1)…σ(xn)). = AD_U(\sigma(x_1) \ldots \sigma(x_n)).

最后让x∈gx \in g。令 Δ\Delta 为 UU 的内部推导 y↦σ(x)y−yσ(x)y \mapsto \sigma(x)y - y\sigma(x) (代数, 章 IV, § 4, no. 3, 例 2)。那么,对于 x′∈gx' \in g,

(Δ∘σ)(x′)=σ(x)σ(x′)−σ(x′)σ(x)=σ([x,x′])=(σ∘ad x)(x′), (\Delta \circ \sigma)(x') = \sigma(x)\sigma(x') - \sigma(x')\sigma(x) = \sigma([x, x']) = (\sigma \circ \mathrm{ad}\, x)(x'),

从而Δ∘σ=σ∘ad x\Delta \circ \sigma = \sigma \circ \mathrm{ad}\, x。这样就完成了证明。

应用命题7对于可交换李代数的情况,可以看出KK模的每个自同态uu都可以唯一地扩展到该模的对称代数的推导;这个推导是在经过上导出推导与张量代数的商,其中扩展uu。

我们再次取李代数gg除以KK,并令DD为推导除以gg。我们使用早期的记号T,S,U,GT, S, U, G。令DT,DSD_T, D_S为T,ST, S的推导,其中扩展DD,并令DUD_U为UU的唯一推导,使得σ∘D=DU∘σ\sigma \circ D = D_U \circ \sigma。由于DUD_U使UnU_n保持稳定,因此DUD_U定义取GG的商推导DGD_G。由于当经过为商时,DUD_U和DSD_S是从DTD_T导出的,因此交换性图表(3)证明DGD_G也可以由DSD_S通过同态ω\omega导出no. 6。若进一步KK为特征0的域,则图表的同构 (4)映射一为DT,DS,DU,DGD_T, D_S, D_U, D_G至S′n,Sn,Un,Gn{S'}^n, S^n, U^n, G^n的另一个限制。因此,SS的典范同构到UU映射DSD_S到DUD_U。

9. 扩张基环

令gg为李代数超过KK,TT其张量代数,JJ由x⊗y−y⊗x−[x,y]x \otimes y - y \otimes x - [x, y]生成的TT的两侧理想(x,yx, y在gg)和U=T/JU = T/J。设K1K_1为交换环,其中KK的单位元和σ\sigma同态化为K1K_1映射1比1。然后张量代数 g(K1)g_{(K_1)} 被规范地标识为 T(K1)T_{(K_1)}。令 J′J' 为由 T(K1)T_{(K_1)} 生成的两侧理想

x′⊗y′−y′⊗x′−[x′,y′] x' \otimes y' - y' \otimes x' - [x', y']

(g(K1)g_{(K_1)}中的x′,y′x', y')。显然T(K1)T_{(K_1)}中的J(K1)J_{(K_1)}的典范像包含在J′J'中。要看出它等于J′J',只要证明,如果x′x'和y′y'表示g(K1)g_{(K_1)}中的两个元素,则x′⊗y′−y′⊗x′−[x′,y′]x' \otimes y' - y' \otimes x' - [x', y']属于等于这个像。现在

x′=∑ixi⊗λi,y′=∑jyj⊗μj(xi,yj in g,λi,μj in K1); x' = \sum_i x_i \otimes \lambda_i, y' = \sum_j y_j \otimes \mu_j \quad (x_i, y_j \text{ in } g, \lambda_i, \mu_j \text{ in } K_1);

从而

x′⊗y′−y′⊗x′−[x′,y′]=∑i,j(xi⊗yj−yj⊗xi−[xi,yj])⊗λiμj x' \otimes y' - y' \otimes x' - [x', y'] = \sum_{i,j} (x_i \otimes y_j - y_j \otimes x_i - [x_i, y_j]) \otimes \lambda_i \mu_j

这证明了我们的断言。然后可以看出,U(K1)=(T/J)(K1)U_{(K_1)} = (T/J)_{(K_1)} 被规范地标识为 T(K1)/J′T_{(K_1)}/J':*将 g(K1)g_{(K_1)} 的代数规范地标识为 U(K1)U_{(K_1)}*,将 g(K1)g_{(K_1)} 的典范映射规范地标识为它的包络代数被标识为 σ⊗1\sigma \otimes 1 (其中σ\sigma表示gg到UU的典范映射)。

习题

参见习题为 § 2。

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