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§ 2。包络代数的李代数
1. 定义封套代数
令 g g g 为李代数超过 K K K 。对于 K K K 上的任何关联代数与单位元 L L L ,g g g 到 L L L 的 α \alpha α 映射是 g g g 到 L L L 的 K K K 线性映射 σ \sigma σ ,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)
σ ([ x , y ]) = σ ( x ) σ ( y ) − σ ( y ) σ ( x ) ( x , y in g ) (在 g g g 的其他字同态中转换为与 L L L 相关的李代数)。
如果L ′ L' L ′ 与另一个结合代数与单位元超过K K K 以及L L L 的τ \tau τ 同态入L ′ L' L ′ 映射1比1,则τ ∘ σ \tau \circ \sigma τ ∘ σ 是 g g g 到 L ′ L' L ′ 的 α \alpha α 映射。我们将寻找与单位元相关联的代数以及 g g g 到此代数的 α \alpha α 映射,它们是通用的(集合理论,章 IV, § 3, no. 1)。
令g g g 为K K K 之上的李代数,K K K 模g g g 的T T T 张量代数和J J J 生成的T T T 的两侧理想张量x ⊗ y − y ⊗ x − [ x , y ] x \otimes y - y \otimes x - [x, y] x ⊗ y − y ⊗ x − [ x , y ] 其中x ∈ g , y ∈ g x \in g, y \in g x ∈ g , y ∈ g 。结合律代数 U = T / J U = T/J U = T / J 称为 g g g 的包络代数。 T T T 的典范映射到限制到g g g 到U U U 称为g g g 到典范映射到U U U 。
被以下引用 1 被以下引用 习题 1, § 2
令T + T_+ T + 为T T T 由……组成的张量的双面理想,其阶0的分量为零。令T 0 = K .1 T_0 = K.1 T 0 = K .1 为阶0的T T T 元素集合。令U U U 中的U + U_+ U + 和U 0 U_0 U 0 为T + T_+ T + 和T 0 T_0 T 0 的典范像。由于J ⊂ T + J \subset T_+ J ⊂ T + 、分解进入直和T = T 0 + T + T = T_0 + T_+ T = T 0 + T + 意味着分解进入直和U = U 0 + U + U = U_0 + U_+ U = U 0 + U + 。因此,代数 U U U 单位元不同于 0 和 U 0 = K .1 U_0 = K.1 U 0 = K .1 。对于所有x ∈ U x \in U x ∈ U ,U 0 U_0 U 0 中x x x 的分量称为x x x 的*常数项*。 元素与常数项零形式U U U 的双边理想,即U U U 中g g g 的典范像生成的双边理想U + U^+ U + 。
结合律代数U U U 由U U U 中g g g 的1和典范像生成。
如果x ∈ g x \in g x ∈ g 和y ∈ g y \in g y ∈ g ,x ⊗ y − y ⊗ x x \otimes y - y \otimes x x ⊗ y − y ⊗ x 和[ x , y ] [x, y] [ x , y ] 在T T T 模J J J 全等;因此,如果 σ 0 \sigma_0 σ 0 表示 g g g 的典范映射到 U U U ,
σ 0 ( x ) σ 0 ( y ) − σ 0 ( y ) σ 0 ( x ) = σ 0 ( [ x , y ] )
\sigma_0(x)\sigma_0(y) - \sigma_0(y)\sigma_0(x) = \sigma_0([x, y])
σ 0 ( x ) σ 0 ( y ) − σ 0 ( y ) σ 0 ( x ) = σ 0 ([ x , y ])
在U U U 。在其他字中,σ 0 \sigma_0 σ 0 是g g g 到U U U 的α \alpha α 映射。
设τ ′ \tau' τ ′ 为T T T 的唯一同态到L L L ,其中扩展σ \sigma σ 和映射1比1。然后,对于g g g 中的x , y x, y x , 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;
τ ′ ( x ⊗ y − y ⊗ x − [ x , y ]) = σ ( x ) σ ( y ) − σ ( y ) σ ( x ) − σ ([ x , x ]) = 0 ;
因此τ ′ \tau' τ ′ 是J J J 上的零和经过上的定义与U U U 的商同态τ \tau τ 除以L L L ,映射1比1,这样σ = τ ∘ σ 0 \sigma = \tau \circ \sigma_0 σ = τ ∘ σ 0 。从 σ 0 ( g ) \sigma_0(g) σ 0 ( g ) 开始,τ \tau τ 的唯一性是直接的,并且 1 生成代数 U U U 。
令g ′ g' g ′ 为K K K 之上的另一个李代数,U ′ U' U ′ 将代数和σ 0 ′ \sigma'_0 σ 0 ′ 典范映射包络于g ′ g' g ′ 到U ′ U' U ′ 。设ϕ \phi ϕ 为g g g 到g ′ g' g ′ 的同态。那么σ 0 ′ ∘ ϕ \sigma'_0 \circ \phi σ 0 ′ ∘ ϕ 是g g g 到U ′ U' U ′ 的α \alpha α 映射;因此,存在且仅有一个 U U U 到 U ′ U' U ′ 映射 1 比 1 的同态 ϕ ~ \tilde{\phi} ϕ ~ 且图表
g → ϕ g ′ ↓ σ 0 ↓ σ 0 ′ U ← ϕ ~ U ′
\begin{array}{ccc}
g & \xrightarrow{\phi} & g' \\
\downarrow \sigma_0 & & \downarrow \sigma'_0 \\
U & \xleftarrow{\tilde{\phi}} & U'
\end{array}
g ↓ σ 0 U ϕ ϕ ~ g ′ ↓ σ 0 ′ U ′
是可交换的。常数项为零的U U U 的同态映射元素到常数项为零的U ′ U' U ′ 的元素。如果g ′ ′ g'' g ′′ 是K K K 上的另一个李代数,并且ϕ ′ \phi' ϕ ′ 是g ′ g' g ′ 的同态到g ′ ′ g'' g ′′ ,则( ϕ ′ ∘ ϕ ) ∼ = ϕ ~ ′ ∘ ϕ ~ (\phi' \circ \phi)^{\sim} = \tilde{\phi}' \circ \tilde{\phi} ( ϕ ′ ∘ ϕ ) ∼ = ϕ ~ ′ ∘ ϕ ~ 。
2. 包络代数乘积李代数
令g 1 , g 2 g_1, g_2 g 1 , g 2 是K K K 上的两个李代数,U i U_i U i 将g i g_i g i 的代数和g i g_i g i 的σ i \sigma_i σ i 典范映射包络到U i U_i U i (i = 1 , 2 i = 1, 2 i = 1 , 2 )中。令 g = g 1 × g 2 , U g = g_1 \times g_2, U g = g 1 × g 2 , U 为代数和 g g g 的 σ \sigma σ 典范映射到 U U U 的包络。 g 1 g_1 g 1 和g 2 g_2 g 2 的典范嵌入进入g g g 定义 U 1 U_1 U 1 和U 2 U_2 U 2 的典范同态进入U U U ,其像通勤,因此同态将代数 U 1 ⊗ K U 2 U_1 \otimes_K U_2 U 1 ⊗ K U 2 中的ϕ \phi ϕ 化为代数 U U U ,映射 1 比 1。
映射 σ ′ : ( x 1 , x 2 ) ↦ σ 1 ( x 1 ) ⊗ 1 + 1 ⊗ σ 2 ( x 2 ) \sigma': (x_1, x_2) \mapsto \sigma_1(x_1) \otimes 1 + 1 \otimes \sigma_2(x_2) σ ′ : ( x 1 , x 2 ) ↦ σ 1 ( x 1 ) ⊗ 1 + 1 ⊗ σ 2 ( x 2 ) (x 1 ∈ g 1 , x 2 ∈ g 2 x_1 \in g_1, x_2 \in g_2 x 1 ∈ g 1 , x 2 ∈ g 2 ) 是 g g g 到 U 1 ⊗ K U 2 U_1 \otimes_K U_2 U 1 ⊗ K U 2 的 α \alpha α 映射,因此存在 U U U 的 (no. 1, 命题 1) 唯一同态 τ \tau τ U 1 ⊗ K U 2 U_1 \otimes_K U_2 U 1 ⊗ K U 2 映射 1 比 1,使得:
σ ′ = τ ∘ σ .
\sigma' = \tau \circ \sigma.
σ ′ = τ ∘ σ .
现在ϕ ∘ τ ∘ σ = ϕ ∘ σ ′ = σ \phi \circ \tau \circ \sigma = \phi \circ \sigma' = \sigma ϕ ∘ τ ∘ σ = ϕ ∘ σ ′ = σ 和τ ∘ ϕ ∘ σ ′ = τ ∘ σ = σ ′ \tau \circ \phi \circ \sigma' = \tau \circ \sigma = \sigma' τ ∘ ϕ ∘ σ ′ = τ ∘ σ = σ ′ ,因此ϕ ∘ τ \phi \circ \tau ϕ ∘ τ 和τ ∘ ϕ \tau \circ \phi τ ∘ ϕ 分别是U U U 和U 1 ⊗ K U 2 U_1 \otimes_K U_2 U 1 ⊗ K U 2 的恒等映射。因此命题。
U 1 ⊗ K U 2 U_1 \otimes_K U_2 U 1 ⊗ K U 2 与同构 ϕ \phi ϕ 下的U U U 进行识别。然后g g g 到U U U 的典范映射由(1)与映射识别:
( x 1 , x 2 ) ↦ σ 1 ( x 1 ) ⊗ 1 + 1 ⊗ σ 2 ( x 2 ) .
(x_1, x_2) \mapsto \sigma_1(x_1) \otimes 1 + 1 \otimes \sigma_2(x_2).
( x 1 , x 2 ) ↦ σ 1 ( x 1 ) ⊗ 1 + 1 ⊗ σ 2 ( x 2 ) .
类似地,如果 g 1 , … , g n g_1, \ldots, g_n g 1 , … , g n 是李代数超过 K K K ,且包络代数 U 1 , … , U n U_1, \ldots, U_n U 1 , … , U n ,则 g 1 × ⋯ × g n g_1 \times \cdots \times g_n g 1 × ⋯ × g n 的包络代数 U U U 被规范地识别为 U 1 ⊗ K ⋯ ⊗ K U n U_1 \otimes_K \cdots \otimes_K U_n U 1 ⊗ K ⋯ ⊗ K U n 和典范映射 g 1 × ⋯ × g n g_1 \times \cdots \times g_n g 1 × ⋯ × g n 到 U U U 被识别为映射:
( x 1 , … , x n ) ↦ σ 1 ( x 1 ) ⊗ 1 ⊗ ⋯ ⊗ 1 + ⋯ + 1 ⊗ ⋯ ⊗ 1 ⊗ σ n ( x n )
(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)
( x 1 , … , x n ) ↦ σ 1 ( x 1 ) ⊗ 1 ⊗ ⋯ ⊗ 1 + ⋯ + 1 ⊗ ⋯ ⊗ 1 ⊗ σ n ( x n ) (
σ i \sigma_i σ i 表示
g i g_i g i 中的典范映射到
U i U_i U i )。
3. 谎言代数的包围子代数
令g g g 为李代数超过K K K ,g g g 的h h h 子代数和g , h g, h g , h 的σ , σ ′ \sigma, \sigma' σ , σ ′ 典范映射进入它们的包络线代数U , V U, V U , V 。然后将h h h 的典范嵌入i i i 转换为g g g 定义同态i ~ \tilde{i} i ~ ,称为*规范*,将V V V 转换为U U U ,从而得到σ ∘ i = i ~ ∘ σ ′ \sigma \circ i = \tilde{i} \circ \sigma' σ ∘ i = i ~ ∘ σ ′ 。 代数 i ~ ( V ) \tilde{i}(V) i ~ ( V ) 由 1 和 σ ( h ) \sigma(h) σ ( h ) 生成。我们将看到(no. 7,定理 5 的推论)i ~ \tilde{i} i ~ 在重要情况下是单射的。
如果h h h 是g g g 的理想,则σ ( h ) \sigma(h) σ ( h ) 重合生成的U U U 的左理想与σ ( h ) \sigma(h) σ ( h ) 生成的右理想,在其他字中它是双面理想R R R 。这是因为,对于 x ∈ h x \in h x ∈ h 和 x ′ ∈ g x' \in g x ′ ∈ g ,
σ ( x ) σ ( x ′ ) = σ ( x ′ ) σ ( x ) + σ ( [ x , x ′ ] )
\sigma(x)\sigma(x') = \sigma(x')\sigma(x) + \sigma([x, x'])
σ ( x ) σ ( x ′ ) = σ ( x ′ ) σ ( x ) + σ ([ x , x ′ ]) 和[ x , x ′ ] ∈ h [x, x'] \in h [ x , x ′ ] ∈ h 。
令h h h 为g g g 、g g g 的p p p 典范同态到g / h g/h g / h 和W W W 的理想,g / h g/h g / h 的包络代数。 同态:*
p ~ : U → W
\tilde{p}: U \to W
p ~ : U → W *规范地定义
p p p 是满射,其核是由
σ ( h ) \sigma(h) σ ( h ) 生成的
U U U 的理想
R R R 。
引用了 1 引用了 命题 1
令 σ ′ ′ \sigma'' σ ′′ 为 g / h g/\mathfrak{h} g / h 的典范映射进入 W。交换律图表:
h → i g ↓ σ ′ ↓ σ V → ι U
\begin{array}{ccc}
\mathfrak{h} & \xrightarrow{i} & g \\
\downarrow \sigma' & & \downarrow \sigma \\
V & \xrightarrow{\iota} & U
\end{array}
h ↓ σ ′ V i ι g ↓ σ U
g → p g / 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}
g ↓ σ U p p ~ g / h ↓ σ ′′ W
证明p ~ \tilde{p} p ~ 在σ ( h ) \sigma(\mathfrak{h}) σ ( h ) 上是零,因此在R上。令ψ \psi ψ 是U在U/R上的典范同态。 U/R 存在同态 ϕ \phi ϕ
g → p g / h ↓ σ ↓ σ ′ ′ U → ψ U / R
\begin{array}{ccc}
g & \xrightarrow{p} & g/\mathfrak{h} \\
\downarrow \sigma & & \downarrow \sigma'' \\
U & \xrightarrow{\psi} & U/R
\end{array}
g ↓ σ U p ψ g / h ↓ σ ′′ U / R
U / R ← ϕ ′ W ↑ θ ↑ ϕ U / R → ϕ W
\begin{array}{ccc}
U/R & \xleftarrow{\phi'} & W \\
& \uparrow \theta & \\
& \uparrow \phi & \\
U/R & \xrightarrow{\phi} & W
\end{array}
U / R U / R ϕ ′ ↑ θ ↑ ϕ ϕ W W
代入 W 使得p ~ = ϕ ∘ ψ \tilde{p} = \phi \circ \psi p ~ = ϕ ∘ ψ 。 g 到 U/R 的映射 ψ ∘ σ \psi \circ \sigma ψ ∘ σ 是 α \alpha α 映射,并且是 h \mathfrak{h} h 上的零,因此定义是 g / h g/\mathfrak{h} g / h 到 U/R 的 α \alpha α θ \theta θ 映射,使得 θ ∘ p = ψ ∘ σ \theta \circ p = \psi \circ \sigma θ ∘ p = ψ ∘ σ 。然后ϕ ∘ θ ∘ p = ϕ ∘ ψ ∘ σ = σ ′ ′ ∘ p \phi \circ \theta \circ p = \phi \circ \psi \circ \sigma = \sigma'' \circ p ϕ ∘ θ ∘ p = ϕ ∘ ψ ∘ σ = σ ′′ ∘ p 。因此ϕ ∘ θ = σ ′ ′ \phi \circ \theta = \sigma'' ϕ ∘ θ = σ ′′ 。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' ϕ ′ ,且θ = ϕ ′ ∘ σ ′ ′ \theta = \phi' \circ \sigma'' θ = ϕ ′ ∘ σ ′′ 。那么ϕ ′ ∘ ϕ ∘ θ = ϕ ′ ∘ σ ′ ′ = θ \phi' \circ \phi \circ \theta = \phi' \circ \sigma'' = \theta ϕ ′ ∘ ϕ ∘ θ = ϕ ′ ∘ σ ′′ = θ 和ϕ ∘ ϕ ′ ∘ σ ′ ′ = ϕ ∘ θ = σ ′ ′ \phi \circ \phi' \circ \sigma'' = \phi \circ \theta = \sigma'' ϕ ∘ ϕ ′ ∘ σ ′′ = ϕ ∘ θ = σ ′′ ,因此ϕ ′ ∘ ϕ \phi' \circ \phi ϕ ′ ∘ ϕ 和ϕ ∘ ϕ ′ \phi \circ \phi' ϕ ∘ ϕ ′ 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 ϕ 下用 W 标识。然后将g / h g/\mathfrak{h} g / h 的典范映射σ ′ ′ \sigma'' σ ′′ 转化为W,用θ \theta θ 来识别,即用g / h g/\mathfrak{h} g / h 的映射转化为从σ \sigma σ 取商得出的U/R。
4. 包络相反的李代数的代数
令g g g 是K上的李代数,g 0 g^0 g 0 与李代数和σ \sigma σ 相反,以及g g g 和g 0 g^0 g 0 的σ 0 \sigma_0 σ 0 典范映射进入它们的包络线代数U和V。那么 σ \sigma σ 是 g 0 g^0 g 0 到关联词代数 U 0 U^0 U 0 的 α \alpha α 映射,与关联词代数 U 相反。因此,存在且仅有一个 V 到 U 0 U^0 U 0 的同态 ϕ \phi ϕ 映射 1 比 1,使得 σ = ϕ ∘ σ 0 \sigma = \phi \circ \sigma_0 σ = ϕ ∘ σ 0 。
同态 ϕ \phi ϕ 是 V 的同构到 U 0 U^0 U 0 。
U 存在同态 ϕ ′ \phi' ϕ ′ 到 V 0 V^0 V 0 映射 1 比 1 且σ 0 = ϕ ′ ∘ σ \sigma_0 = \phi' \circ \sigma σ 0 = ϕ ′ ∘ σ 。 ϕ ′ \phi' ϕ ′ 可以被认为是U 0 U^0 U 0 的同态变成V。那么σ 0 = ϕ ′ ∘ ϕ ∘ σ 0 \sigma_0 = \phi' \circ \phi \circ \sigma_0 σ 0 = ϕ ′ ∘ ϕ ∘ σ 0 和σ = ϕ ∘ ϕ ′ ∘ σ \sigma = \phi \circ \phi' \circ \sigma σ = ϕ ∘ ϕ ′ ∘ σ ,因此ϕ ′ ∘ ϕ \phi' \circ \phi ϕ ′ ∘ ϕ 和ϕ ∘ ϕ ′ \phi \circ \phi' ϕ ∘ ϕ ′ 是V和U的恒等映射。因此命题。
V 与同构 ϕ \phi ϕ 下的U 0 U^0 U 0 进行标识。那么σ 0 \sigma_0 σ 0 就被识别为σ \sigma σ 。
通过此识别,g g g 的同构θ : x ↦ − x \theta : x \mapsto -x θ : x ↦ − x 到g 0 g^0 g 0 定义同构θ ~ \tilde{\theta} θ ~ 到V = U 0 V = U^0 V = 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x 1 , … , x n x_1, \ldots, x_n x 1 , … , x n 在g g g 中,则:
( 2 ) θ ~ ( σ ( x 1 ) … σ ( x n ) ) = θ ~ ( σ ( x n ) ) … θ ~ ( σ ( x 1 ) ) = ( − σ ( x n ) ) … ( − σ ( x 1 ) )
(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))
( 2 ) θ ~ ( σ ( x 1 ) … σ ( x n )) = θ ~ ( σ ( x n )) … θ ~ ( σ ( x 1 )) = ( − σ ( x n )) … ( − σ ( x 1 ))
= ( − 1 ) n σ ( x n ) … σ ( x 1 ) .
= (-1)^n \sigma(x_n) \ldots \sigma(x_1).
= ( − 1 ) n σ ( x n ) … σ ( 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 ⊗ x x \otimes y - y \otimes x x ⊗ y − y ⊗ x (x ∈ V , y ∈ V x \in V, y \in V x ∈ V , y ∈ V ) 生成的 T 的两侧理想;然后形式代数S = T / I S = T/I S = 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T n T^n T n 为T中阶n的齐次张量的集合。则I = ( I ∩ T 2 ) + ( I ∩ T 3 ) + ⋯ I = (I \cap T^2) + (I \cap T^3) + \cdots I = ( I ∩ T 2 ) + ( I ∩ T 3 ) + ⋯ ,因此S为T n T^n T n 的典范像S n S^n S n 的直和。 S n S^n S n 的元素称为次数n的齐次。 S 0 = K .1 , S 1 S^0 = K.1, S^1 S 0 = K .1 , S 1 与V 和S n S p ⊂ S n + p S^n S^p \subset S^{n+p} S n S p ⊂ S n + p 进行识别。 代数 S 由 1 和 S 1 = V S^1 = V S 1 = V 生成。显然 S 1 S^1 S 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 ( x λ ) λ ∈ Λ (x_\lambda)_{\lambda \in \Lambda} ( x λ ) λ ∈ Λ ,则将多项式代数 K [ X λ ] λ ∈ Λ K[X_\lambda]_{\lambda \in \Lambda} K [ X λ ] λ ∈ Λ 的典范同态 f 放到 S 上,其中映射 1 到 1 且 X λ X_\lambda X λ 到 x λ x_\lambda x λ 对于所有λ ∈ Λ \lambda \in \Lambda λ ∈ Λ 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 [ X λ ] λ ∈ Λ K[X_\lambda]_{\lambda \in \Lambda} K [ X λ ] λ ∈ Λ ,其中映射 1 到 1,x λ x_\lambda x λ 到X λ X_\lambda X λ 对于所有 λ ∈ Λ \lambda \in \Lambda λ ∈ Λ 且 f 和 g 是另一个的逆同态。
设S ′ n ⊂ T n {S'}^n \subset T^n S ′ n ⊂ 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 S ′ n 和I ∩ T n I \cap T^n I ∩ T n 在T n T^n T n 中互补。令 ( x λ ) λ ∈ Λ (x_\lambda)_{\lambda \in \Lambda} ( x λ ) λ ∈ Λ 为 V 中的基。我们给Λ \Lambda Λ 一个总排序(*集合理论*,章III, § 2, no. 3,定理1)。令Λ n \Lambda_n Λ n 为Λ \Lambda Λ 的n个元素中的递增序列中的集合。对于M = ( λ 1 , … , λ n ) ∈ Λ n M = (\lambda_1, \ldots, \lambda_n) \in \Lambda_n M = ( λ 1 , … , λ n ) ∈ Λ n ,让
y M = 1 n ! ∑ σ ∈ S n x λ σ ( n ) ⊗ ⋯ ⊗ x λ σ ( n ) .
y_M = \frac{1}{n!} \sum_{\sigma \in S_n} x_{\lambda_{\sigma(n)}} \otimes \cdots \otimes x_{\lambda_{\sigma(n)}}.
y M = n ! 1 σ ∈ S n ∑ x λ σ ( n ) ⊗ ⋯ ⊗ x λ σ ( n ) .
向量K空间S ′ n {S'}^n S ′ n 的生成元的M ∈ Λ n M \in \Lambda_n M ∈ Λ n 形式系统的y M y_M y M 。现在,根据上一段,S n S^n S n 中的典范像构成了S n S^n S n 中的基。因此,( y M ) M ∈ Λ n (y_M)_{M \in \Lambda_n} ( y M ) M ∈ Λ n 是T n T^n T n 中I ∩ T n I \cap T^n I ∩ 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T n → S n T^n \to S^n T n → S n 的限制到S ′ n {S'}^n S ′ n 是空间S ′ n {S'}^n S ′ n 到空间S n S^n S 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 ≥ 0 S ′ n of symmetric tensors .
S' = \sum_{n \geq 0} {S'}^n \text{ of symmetric tensors}.
S ′ = n ≥ 0 ∑ S ′ n of symmetric tensors .
6. 包络过滤代数
令g g g 是K K K 模块g g g 的K K K 和T T T 张量代数的李代数。令T n T^n T n 为阶n n n 和T n = ∑ i ≤ n T i T_n = \sum_{i \leq n} T^i T n = ∑ i ≤ n T i 的齐次张量的T T T 由……组成的子模。然后是T n ⊂ T n + 1 T_n \subset T_{n+1} T n ⊂ T n + 1 、T 0 = K .1 T_0 = K.1 T 0 = K .1 、T − 1 = { 0 } T_{-1} = \{0\} T − 1 = { 0 } 和T n T p ⊂ T n + p T_n T_p \subset T_{n+p} T n T p ⊂ T n + p 。
令U n U_n U n 为T n T_n T n 的典范像,并且在g g g 的包络线代数U U U 中。然后是U n ⊂ U n + 1 U_n \subset U_{n+1} U n ⊂ U n + 1 、U 0 = K .1 U_0 = K.1 U 0 = K .1 、U − 1 = { 0 } U_{-1} = \{0\} U − 1 = { 0 } 和U n U p ⊂ U n + p U_n U_p \subset U_{n+p} U n U p ⊂ U n + p ;因此 U U U 可以描述为代数 由 U n U_n U n (交换代数 , 章 III, § 2, no. 1) 过滤; U n U_n U n 的元素将被称为*过滤*≤ n \leq n ≤ n 。
令G n G^n G n 为K K K -模块U n / U n − 1 U_n / U_{n-1} U n / U n − 1 ,让G G G 为G n G^n G n 的K K K -模块直和。 U U U 定义上的乘法,在取商时,G n × G m G^n \times G^m G n × G m 到G n + m G^{n+m} G n + m 的双线性映射,因此G × G G \times G G × G 到G G G 的双线性映射,这是结合的。因此 G G G 被赋予关联性 K K K -代数结构。然后G n G m ⊂ G n + m G^n G^m \subset G^{n+m} G n G m ⊂ G n + m 。 G n G^n G n 的元素据说是*次数* n n n 。由此获得的分级代数正是与过滤后的代数U U U 相关联的分级代数(*交换代数*,章III, § 2, no. 3)。
令 ϕ n \phi_n ϕ n 为规范 K K K 线性映射的合成
T n → U n → G n .
T^n \to U_n \to G^n.
T n → U n → G n .
由于T n T^n T n 是T n T_n T n 中T n − 1 T_{n-1} T n − 1 的补充,ϕ n \phi_n ϕ n 是满射。 ∑ n T n = T \sum_n T^n = T ∑ n T n = T 的ϕ n \phi_n ϕ n 定义 K K K -线性映射ϕ \phi ϕ 到∑ n G n = G \sum_n G^n = G ∑ n G n = G 。
T T T 到G G G 的映射ϕ \phi ϕ 是代数同态映射1比1,并且是张量x ⊗ y − y ⊗ x x \otimes y - y \otimes x x ⊗ y − y ⊗ x (x ∈ g , y ∈ g x \in g, y \in g x ∈ g , y ∈ g )生成的双面理想上的零。
如果t ∈ T n t \in T^n t ∈ T n 和t ′ ∈ T p t' \in T^p t ′ ∈ T p ,则G G G 上ϕ ( t ) ϕ ( t ′ ) = ϕ ( t t ′ ) \phi(t)\phi(t') = \phi(tt') ϕ ( t ) ϕ ( t ′ ) = ϕ ( t t ′ ) 乘定义除乘法。因此ϕ \phi ϕ 是代数同态并且显然是ϕ ( 1 ) = 1 \phi(1) = 1 ϕ ( 1 ) = 1 。如果x , y x, y x , y 在g g g 中,则U 2 U_2 U 2 中该元素的x ⊗ y − y ⊗ x ∈ T 2 x \otimes y - y \otimes x \in T^2 x ⊗ y − y ⊗ x ∈ T 2 和典范像等于[ x , y ] [x, y] [ x , y ] ,因此属于到U 1 U_1 U 1 。因此ϕ ( x ⊗ y − y ⊗ x ) = 0 \phi(x \otimes y - y \otimes x) = 0 ϕ ( x ⊗ y − y ⊗ x ) = 0 ,证明了命题。
令S S S 为K K K 模块g g g 的对称代数和T T T 的τ \tau τ 典范同态到S S S 的对称。 命题 5证明存在唯一同态ω \omega ω ,称为*规范*,将代数S S S 到代数G G G ,映射1比1,使得ϕ = ω ∘ τ \phi = \omega \circ \tau ϕ = ω ∘ τ 。我们有ω ( S n ) = ϕ ( T n ) = G n \omega(S^n) = \phi(T^n) = G^n ω ( S n ) = ϕ ( T n ) = G n 。令τ n \tau_n τ n 为τ \tau τ 至T n T^n T n 的限制、ω \omega ω 至S n S^n S n 的ω n \omega_n ω n 限制、T n T^n T n 的ψ n \psi_n ψ n 典范映射代入U n U_n U n 的U n U_n U n 和θ n \theta_n θ n 典范映射到G n G^n G n 。 ω n \omega_n ω n 的定义证明以下图表是可交换的:
T n → ψ n U n → θ n G n ↘ ↙ S n → ω n
\begin{array}{ccccc}
T^n & \xrightarrow{\psi_n} & U_n & \xrightarrow{\theta_n} & G^n \\
& \searrow & & \swarrow & \\
& & S^n & \xrightarrow{\omega_n} &
\end{array}
T n ψ n ↘ U n S n θ n ↙ ω n G n
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 )。
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?) < +∞。
7. 庞加莱-伯霍夫-威特定理
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 ω : S → 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( x λ ) λ ∈ Λ (x_\lambda)_{\lambda \in \Lambda} ( x λ ) λ ∈ Λ 为K-模g中的基;我们给Λ \Lambda Λ 一个总排序(*集合理论*,章III, § 2, no. 3,定理1)。令 P 为对应与 x λ x_\lambda x λ 一对一的不定式 z λ z_\lambda z λ 中的多项式代数 K [ z λ ] λ ∈ Λ K[z_\lambda]_{\lambda \in \Lambda} K [ z λ ] λ ∈ Λ 。对于Λ \Lambda Λ 的元素的每个序列M = ( λ 1 , λ 2 , . . . , λ n ) M = (\lambda_1, \lambda_2, ..., \lambda_n) M = ( λ 1 , λ 2 , ... , λ n ) ,令z M z_M z M 表示单项式z λ 1 z λ 2 . . . z λ n z_{\lambda_1}z_{\lambda_2}...z_{\lambda_n} z λ 1 z λ 2 ... z λ n 和x M x_M x M 张量x λ 1 ⊗ x λ 2 ⊗ ⋯ ⊗ x λ n x_{\lambda_1} \otimes x_{\lambda_2} \otimes \cdots \otimes x_{\lambda_n} x λ 1 ⊗ x λ 2 ⊗ ⋯ ⊗ x λ n 。
z M z_M z 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 ∅ = 1 z_\varnothing = 1 z ∅ = 1 )。令 P p P_p P p 为次数 ≤ p \leq p ≤ 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 μ 写成 λ ≤ M \lambda \leq M λ ≤ M if λ ≤ μ \lambda \leq \mu λ ≤ μ 。)
对于每个整数p ≥ 0 p \geq 0 p ≥ 0 ,K-模g ⊗ K P p g \otimes_K P_p g ⊗ K P p 中存在唯一同态f p f_p f p 进入K-模P满足以下条件:*
( A p ) f p ( x λ ⊗ z M ) = z λ z M for λ ≤ M , z M ∈ P p ; ( B p ) f p ( x λ ⊗ z M ) − z λ z M ∈ P q for z M ∈ P q , q ≤ p ; ( C p ) f p ( x λ ⊗ f p ( x μ ⊗ z N ) ) = f p ( x μ ⊗ f p ( x λ ⊗ z N ) ) + f p ( [ x λ , x μ ] ⊗ z N )
\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*}
( A p ) ( B p ) ( C p ) f p ( x λ ⊗ z M ) = z λ z M for λ ≤ M , z M ∈ P p ; f p ( x λ ⊗ z M ) − z λ z M ∈ P q for z M ∈ P q , q ≤ p ; f p ( x λ ⊗ f p ( x μ ⊗ z N )) = f p ( x μ ⊗ f p ( x λ ⊗ z N )) + f p ([ x λ , x μ ] ⊗ z N ) z N ∈ P p − 1 z_N \in P_{p-1} z N ∈ 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,f p f_p f p 的限制到g ⊗ P p − 1 g \otimes P_{p-1} g ⊗ P p − 1 重合与f p − 1 f_{p-1} f p − 1 。
由于 f p f_p f p 到 g ⊗ K P p − 1 g \otimes_K P_{p-1} g ⊗ 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p p p 上的归纳证明f p f_p f p 的存在性和唯一性。对于p = 0 p = 0 p = 0 ,条件(A_0)给出f 0 ( x λ ⊗ 1 ) = z λ f_0(x_\lambda \otimes 1) = z_\lambda f 0 ( x λ ⊗ 1 ) = z λ ,条件(B_0)和(C_0)显然是满足的。现在假设f p − 1 f_{p-1} f p − 1 的存在性和唯一性都被证明了。我们证明f p − 1 f_{p-1} f p − 1 承认唯一的扩张f p f_p f p 到g ⊗ K P p g \otimes_K P_p g ⊗ K P p 满足条件(A_p),(B_p)和(C_p)。
我们必须为 p p p 元素的递增序列 M 定义 f p ( x λ ⊗ z M ) f_p(x_\lambda \otimes z_M) f p ( x λ ⊗ z M ) 。
如果 λ ≤ M \lambda \leq M λ ≤ 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 μ , N ),其中μ < λ , μ ≤ N \mu < \lambda, \mu \leq N μ < λ , μ ≤ N 。然后
z M = z μ z N = f p − 1 ( x μ ⊗ z N )
z_M = z_\mu z_N = f_{p-1}(x_\mu \otimes z_N)
z M = z μ z N = f p − 1 ( x μ ⊗ z N ) 通过 (A_{p-1}),因此 (C_p) 的左侧为
f p ( x λ ⊗ z M ) f_p(x_\lambda \otimes z_M) f p ( x λ ⊗ z M ) 。现在 (C_p) 的右侧已经定义:for (B_{p-1}) 允许我们写:
f p ( x λ ⊗ z N ) = f p − 1 ( x λ ⊗ z N ) = z λ z N + w
f_p(x_\lambda \otimes z_N) = f_{p-1}(x_\lambda \otimes z_N) = z_\lambda z_N + w
f p ( x λ ⊗ z N ) = f p − 1 ( x λ ⊗ z N ) = z λ z N + w 其中
w ∈ P p − 1 w \in P_{p-1} w ∈ P p − 1 ;因此 (C_p) 的右侧变为:
z λ z μ z N + f p − 1 ( x μ ⊗ w ) + f p − 1 ( [ x λ , x μ ] ⊗ z N ) .
z_\lambda z_\mu z_N + f_{p-1}(x_\mu \otimes w) + f_{p-1}([x_\lambda, x_\mu] \otimes z_N).
z λ z μ z N + f p − 1 ( x μ ⊗ w ) + f p − 1 ([ x λ , x μ ] ⊗ z N ) .
因此f p f_p f 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 μ < λ , μ ≤ N 则满足条件(C_p)。由于[ x μ , x λ ] = − [ x λ , x μ ] [x_\mu, x_\lambda] = -[x_\lambda, x_\mu] [ x μ , x λ ] = − [ x λ , x μ ] ,条件(C_p)也满足λ < μ , λ ≤ N \lambda < \mu, \lambda \leq N λ < μ , λ ≤ N 。由于 (C_p) 对于 λ = μ \lambda = \mu λ = μ 来说是简单满足的,因此如果 λ ≤ N \lambda \leq N λ ≤ N 或 μ ≤ N \mu \leq N μ ≤ N 则满足 (C_p)。如果这些不等式都不成立,则 N = ( ν , Q ) N = (\nu, Q) N = ( ν , Q ) ,其中 ν ≤ Q , ν < λ , ν < μ \nu \leq Q, \nu < \lambda, \nu < \mu ν ≤ Q , ν < λ , ν < μ 。从今以后将f p ( x ⊗ z ) = x z f_p(x \otimes z) = xz f p ( x ⊗ z ) = x z 缩写为x ∈ g x \in g x ∈ g 和z ∈ P p z \in P_p z ∈ P p ,我们得到归纳假设:
x μ z N = x μ ( x ν z Q ) = x ν ( x μ z Q ) + [ x μ , x ν ] z Q .
x_\mu z_N = x_\mu(x_\nu z_Q) = x_\nu(x_\mu z_Q) + [x_\mu, x_\nu]z_Q.
x μ z N = x μ ( x ν z Q ) = x ν ( x μ z Q ) + [ x μ , x ν ] z Q .
现在z μ z Q z_\mu z_Q z μ z Q 是形式z μ z Q + w z_\mu z_Q + w z μ z Q + w ,其中w ∈ P p − 2 w \in P_{p-2} w ∈ P p − 2 。 (C_p) 可应用于 x λ ( x ν ( z μ z Q ) ) x_\lambda(x_\nu(z_\mu z_Q)) x λ ( x ν ( z μ z Q )) ,因为 ν ≤ Q \nu \leq Q ν ≤ Q 和 ν < μ \nu < \mu ν < μ ,并且可通过归纳假设应用于 x λ ( x ν w ) x_\lambda(x_\nu w) x λ ( x ν w ) ,从而应用于 x λ ( x ν ( x μ z Q ) ) x_\lambda(x_\nu(x_\mu z_Q)) x λ ( x ν ( x μ z Q )) 。因此:
x λ ( x μ z N ) = x ν ( x λ ( x μ z Q ) ) + [ x λ , x ν ] ( x μ z Q ) + [ x μ , x ν ] ( x λ z Q ) + [ x λ , [ x μ , x ν ] ] z Q .
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.
x λ ( x μ z N ) = x ν ( x λ ( x μ z Q )) + [ x λ , x ν ] ( x μ z Q ) + [ x μ , x ν ] ( x λ z Q ) + [ x λ , [ x μ , x ν ]] z Q .
交换 λ \lambda λ 和 μ \mu μ 并相减:
x λ ( x μ z N ) − x μ ( x λ z N ) = x v ( x λ ( x μ z Q ) − x μ ( x λ z Q ) ) + [ x λ , [ x μ , x v ] ] z Q − [ x μ , [ x λ , x v ] ] z Q = x v ( [ x λ , x μ ] z Q ) + [ x λ , [ x μ , x v ] ] z Q + [ x μ , [ x v , x λ ] ] z Q = [ x λ , x μ ] ( x v z Q ) + ( [ x v , [ x λ , x μ ] ] + [ x λ , [ x μ , x v ] ] + [ x μ , [ x v , x λ ] ] ) z Q
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}
x λ ( x μ z N ) − x μ ( x λ z N ) = x v ( x λ ( x μ z Q ) − x μ ( x λ z Q )) + [ x λ , [ x μ , x v ]] z Q − [ x μ , [ x λ , x v ]] z Q = x v ([ x λ , x μ ] z Q ) + [ x λ , [ x μ , x v ]] z Q + [ x μ , [ x v , x λ ]] z Q = [ x λ , x μ ] ( x v z Q ) + ([ x v , [ x λ , x μ ]] + [ x λ , [ x μ , x v ]] + [ x μ , [ x v , x λ ]]) z Q
因此由雅可比恒等式
x λ ( x μ z N ) − x μ ( x λ z N ) = [ x λ , x μ ] z N
x_{\lambda}(x_{\mu}z_{N}) - x_{\mu}(x_{\lambda}z_{N}) = [x_{\lambda}, x_{\mu}]z_{N}
x λ ( x μ z N ) − x μ ( x λ z N ) = [ x λ , x μ ] z N
完成引理 1 中的证明。
存在g g g 到L K ( P ) \mathscr{L}_{K}(P) L K ( P ) 的α \alpha α 映射σ \sigma σ ,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 ( x λ ) z M = z λ z M \sigma(x_{\lambda})z_{M} = z_{\lambda}z_{M} σ ( x λ ) z M = z λ z M 为 λ ≤ M \lambda \leq M λ ≤ M ; (2) σ ( x λ ) z M ≡ z λ z M \sigma(x_{\lambda})z_{M} \equiv z_{\lambda}z_{M} σ ( x λ ) z M ≡ z λ z M (mod. P p P_{p} P p ) 如果 M M M 有 p p p 元素。
到引理 1 时,K-模 g ⊗ K P p g \otimes_{K} P_{p} g ⊗ K P p 中存在同态 f f f 到 P P P 满足,对于所有 p p p 、条件 (Ap _{p} p )、(Bp _{p} p ), (Cp _{p} p )(其中f p f_{p} f p 替换为f f f )。 K-模 g g g 到 K-模 L K ( P ) \mathscr{L}_{K}(P) L K ( P ) 和 σ \sigma σ 的同态定义同态 σ \sigma σ 是α \alpha α 映射,因为条件 (Cp _{p} p )。最后,由于条件(Ap _{p} p )和(Bp _{p} p ),σ \sigma σ 满足引理的性质(1)和(2)。
令T n ∩ J T_{n} \cap J T n ∩ J 中的t t t 为张量。 阶n n n t t t 的齐次分量t n t_{n} t n 在典范同态T → S T \to S T → S 的核I I I 中。
引用了 2 引用了 引理 2 , 定理 1
我们将形式∑ i = 1 r x M i \sum_{i=1}^{r} x_{M_{i}} ∑ i = 1 r x M i 写成t n t_{n} t n ,其中M i M_{i} M i 是n n n 的序列,Λ \Lambda Λ 的元素。 映射σ \sigma σ 扩展到代数T T T 的同态变成代数L K ( P ) \mathscr{L}_{K}(P) L K ( P ) (我们也用σ \sigma σ 表示),即J J J 上的零。通过引理 2,σ ( t ) .1 \sigma(t) . 1 σ ( t ) .1 是一个多项式,其最高次数中的项为 ∑ i = 1 r z M i \sum_{i=1}^{r} z_{M_{i}} ∑ i = 1 r z M i 。作为t ∈ J t \in J t ∈ J 、σ ( t ) = 0 \sigma(t) = 0 σ ( t ) = 0 ,因此在P P P 中为∑ i = 1 r z M i = 0 \sum_{i=1}^{r} z_{M_{i}} = 0 ∑ i = 1 r z M i = 0 。现在 P P P 被规范地标识为 S S S ,因为 g g g 具有基 ( x λ ) (x_{\lambda}) ( x λ ) 。因此S S S 中t n t_{n} t n 的典范像是零,即t n ∈ I t_{n} \in I t n ∈ I 。
现在我们可以证明定理 1。需要证明S S S 到G G G 的典范同态是单射的。在其他字中,如果t ∈ T n t \in T^{n} t ∈ T n 和ψ \psi ψ 将T T T 的典范同态表示到U U U 上,则需要证明条件ψ ( t ) ∈ U n − 1 \psi(t) \in U_{n-1} ψ ( t ) ∈ U n − 1 隐含t ∈ I t \in I t ∈ I 。现在ψ ( t ) ∈ U n − 1 \psi(t) \in U_{n-1} ψ ( t ) ∈ U n − 1 意味着存在张量t ′ ∈ T n − 1 t' \in T_{n-1} t ′ ∈ T n − 1 使得t − t ′ ∈ J t - t' \in J t − t ′ ∈ J 。 张量 t − t ′ t - t' t − t ′ 承认 t t t 为阶 n n n 的齐次分量,因此 t ∈ I t \in I t ∈ I 为引理 3。
假设 g g g 是一个免费的 K K K 模块。令 W W W 为 T n T^{n} T 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,*τ n \tau_n τ n *到*W W W *的*限制是*W W W *到*S n S^n S n 的同构,*则*ψ n \psi_n ψ n *到*的限制 W W W 是 W W W *的同构 到 U n − 1 U_{n-1} U n − 1 *的补充 在 U n U_n U n 。
ω n ∘ τ n \omega_n \circ \tau_n ω n ∘ τ n 的限制到W W W 是W W W 的双射到G n G^n G n ; 限制 θ n ∘ ψ n \theta_n \circ \psi_n θ n ∘ ψ n 至 W W W 也是如此。由此得出推论。
如果 g g g 是自由K-模,则 g g g 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 = T 1 W = T^1 W = T 1 的推论 1 得出的。
当g g g 为自由K-模时(特别是当K为域时),g g g 与g g g 的典范映射下的U U U 的子模识别为U U U 。本公约自以下推论起采用。
如果g g g 承认包络代数U U U 的全序基( x λ ) λ ∈ Λ (x_\lambda)_{\lambda \in \Lambda} ( x λ ) λ ∈ Λ 、元素x λ 1 x λ 2 … x λ n x_{\lambda_1} x_{\lambda_2} \ldots x_{\lambda_n} x λ 1 x λ 2 … x λ n ,其中( λ 1 , … , λ n ) (\lambda_1, \ldots, \lambda_n) ( λ 1 , … , λ n ) 是元素的任意递增有限序列 Λ \Lambda Λ 、形式基共 K-模 U U U 。
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Λ n \Lambda_n Λ n 为Λ \Lambda Λ 的n n n 元素的递增序列中的集合。对于M = ( λ 1 , … , λ n ) ∈ Λ n M = (\lambda_1, \ldots, \lambda_n) \in \Lambda_n M = ( λ 1 , … , λ n ) ∈ Λ n ,设y M = x λ 1 ⊗ x λ 2 ⊗ ⋯ ⊗ x λ n y_M = x_{\lambda_1} \otimes x_{\lambda_2} \otimes \cdots \otimes x_{\lambda_n} y M = x λ 1 ⊗ x λ 2 ⊗ ⋯ ⊗ x λ n 。令W W W 为T n T^n T n 的子模和基( y M ) M ∈ Λ n (y_M)_{M \in \Lambda_n} ( y M ) M ∈ Λ n 。推论1表明,ψ n \psi_n ψ n 到W W W 的限制是W W W 的同构到U n U_n U n 中U n − 1 U_{n-1} U n − 1 的补充。但是
ψ n ( y M ) = x λ 1 x λ 2 … x λ n ,
\psi_n(y_M) = x_{\lambda_1} x_{\lambda_2} \ldots x_{\lambda_n},
ψ n ( y M ) = x λ 1 x λ 2 … x λ n ,
从而推论。
令 S ′ n ⊂ T n {S'}^n \subset T^n S ′ n ⊂ 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
S n → S ′ n → U n
S^n \to {S'}^n \to U_n
S n → S ′ n → U n
是 U n U_n U n 中向量空间 S n S^n S n 的同构到U n − 1 U_{n-1} U 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 ′ n W = {S'}^n W = S ′ n 的推论 1 得出的。
假设此后 K 是特征 0 的域。令 η n \eta_n η n 为刚刚定义的 U n U_n U n 中 S n S^n S n 的映射。让U n = η n ( S n ) U^n = \eta_n(S^n) U n = η n ( S n ) 。 向量空间 U U U 是 U n U^n U n 的直和。 向量空间S = ∑ n S n S = \sum_n S^n S = ∑ n S n 到向量空间U = ∑ n U n U = \sum_n U^n U = ∑ n U n 的η n \eta_n η n 定义同构η \eta η ,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:
U n ↗ ψ n ↑ η n ↘ θ n S ′ n G n ↘ τ n ↗ ω n S n
\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}
S ′ n ↗ ψ n ↘ τ n U n ↑ η n S n ↘ θ n ↗ ω n G n
其中每个箭头代表向量空间同构。如果x 1 , x 2 , … , x n x_1, x_2, \ldots, x_n x 1 , x 2 , … , x n 在g g g 、η n \eta_n η n 映射乘积 x 1 x 2 … x n x_1 x_2 \ldots x_n x 1 x 2 … x n ,则按S S S 计算,到元素
1 n ! ∑ σ ∈ S n x σ ( 1 ) x σ ( 2 ) ⋯ x σ ( n )
\frac{1}{n!} \sum_{\sigma \in S_n} x_{\sigma(1)} x_{\sigma(2)} \cdots x_{\sigma(n)}
n ! 1 σ ∈ S n ∑ x σ ( 1 ) x σ ( 2 ) ⋯ x σ ( n )
按U U U 计算。
令h h h 为李代数g g g 的子代数和U ′ U' U ′ 其包络代数。假设K K K -模块h h h 和g / h g/h g / h 是免费的(对于例,如果K K K 是域)。设( x α ) α ∈ L (x_\alpha)_{\alpha \in L} ( x α ) α ∈ L 为h h h 的基,( y β ) β ∈ M (y_\beta)_{\beta \in M} ( y β ) β ∈ M 为g g g 的元素的家庭,其典范像在g / h g/h g / h 形式基为g / h g/h g / h 。
(a) *U ′ U' U ′ 到U U U 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M M M 全序,元素y β 1 … y β q y_{\beta_1} \ldots y_{\beta_q} y β 1 … y β q ,其中U U U 中的β 1 ≤ ⋯ ≤ β q \beta_1 \leq \cdots \leq \beta_q β 1 ≤ ⋯ ≤ β q 、形式基被视为U ′ U' U ′ 上的左或右模。
我们给L ∪ M L \cup M L ∪ M 一个总排序,使得L L L 的每个元素都小于M M M 的每个元素。 元素 x α 1 x α 2 … x α p x_{\alpha_1} x_{\alpha_2} \ldots x_{\alpha_p} x α 1 x α 2 … x α p 在 U ′ U' U ′ (其中 α 1 ≤ ⋯ ≤ α p \alpha_1 \leq \cdots \leq \alpha_p α 1 ≤ ⋯ ≤ α p )形式基中计算U ′ U' U ′ (推论 3)。 元素
x α 1 … x α p y β 1 … y β q
x_{\alpha_1} \ldots x_{\alpha_p} y_{\beta_1} \ldots y_{\beta_q}
x α 1 … x α p y β 1 … y β q
U U U (其中α 1 ≤ ⋯ ≤ α p ≤ β 1 ≤ ⋯ ≤ β q \alpha_1 \leq \cdots \leq \alpha_p \leq \beta_1 \leq \cdots \leq \beta_q α 1 ≤ ⋯ ≤ α p ≤ β 1 ≤ ⋯ ≤ β q )类似地计算U U U 的形式基。因此,U ′ U' U ′ 的典范同态转化为U ′ U' U ′ 的基的U U U 映射元素到U U U 的线性无关的元素,因此是单射的。此外可以看出,U U U 的y β 1 … y β q y_{\beta_1} \ldots y_{\beta_q} y β 1 … y β q (其中β 1 ≤ ⋯ ≤ β q \beta_1 \leq \cdots \leq \beta_q β 1 ≤ ⋯ ≤ β q )形式基被视为左U ′ U' U ′ 模块。对L ∪ M L \cup M L ∪ M 进行排序,使得M M M 的每个元素小于L L L 的每个元素,同样可以看出y β 1 … y β q y_{\beta_1} \ldots y_{\beta_q} y β 1 … y β q (其中β 1 ≤ ⋯ ≤ β q \beta_1 \leq \cdots \leq \beta_q β 1 ≤ ⋯ ≤ β q )形式基被视为U U U 的右U ′ U' U ′ -模块。
在推论5的条件下,U ′ U' U ′ 与h h h 通过U ′ U' U ′ 的典范同态进入U U U 生成的U U U 的子代数进行识别。
假设K K K -模块g g g 是直和/子代数g 1 , g 2 , … , g n g_1, g_2, \ldots, g_n g 1 , g 2 , … , g n ,并且每个g i g_i g i 都是一个免费的K K K -模块。令 U i U_i U i 为 g i g_i g i (1 ≤ i ≤ n 1 \leq i \leq n 1 ≤ i ≤ n ) 的包络代数。令ϕ \phi ϕ 为K K K 模块U 1 ⊗ K ⋯ ⊗ K U n U_1 \otimes_K \cdots \otimes_K U_n U 1 ⊗ K ⋯ ⊗ K U n 到U U U 的K K K 线性映射,由U 1 × ⋯ × U n U_1 \times \cdots \times U_n U 1 × ⋯ × U n 到U U U 的多线性映射( u 1 , … , u n ) ↦ u 1 … u n (u_1, \ldots, u_n) \mapsto u_1 \ldots u_n ( u 1 , … , u n ) ↦ u 1 … u n 定义。那么ϕ \phi ϕ 是一个K K K 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 ( x λ i ) λ ∈ L i (x^i_{\lambda})_{\lambda \in L_i} ( x λ i ) λ ∈ L i 为 g i g_i g i 中的基。我们总共阶L 1 ∪ ⋯ ∪ L n L_1 \cup \cdots \cup L_n L 1 ∪ ⋯ ∪ L n ,这样L i L_i L i 的每个元素就超过了i ≥ j i \geq j i ≥ j 的L j L_j L j 的每个元素。然后元素:
( x λ 1 1 x λ 2 1 … x λ p 1 ) ⊗ ⋯ ⊗ ( x v 1 n x v 2 n … x v q n ) ,
(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}),
( x λ 1 1 x λ 2 1 … x λ p 1 ) ⊗ ⋯ ⊗ ( x v 1 n x v 2 n … x v q n ) ,
其中λ 1 ≤ λ 2 ≤ ⋯ ≤ λ p ≤ ⋯ ≤ v 1 ≤ v 2 ≤ ⋯ ≤ v q \lambda_1 \leq \lambda_2 \leq \cdots \leq \lambda_p \leq \cdots \leq v_1 \leq v_2 \leq \cdots \leq v_q λ 1 ≤ λ 2 ≤ ⋯ ≤ λ p ≤ ⋯ ≤ v 1 ≤ v 2 ≤ ⋯ ≤ v q ,构成U 1 ⊗ K ⋯ ⊗ K U n U_1 \otimes_K \cdots \otimes_K U_n U 1 ⊗ K ⋯ ⊗ K U n 的基。它们由 ϕ \phi ϕ 映射到元素:
x λ 1 1 x λ 2 1 … x λ p 1 … x v 1 n x v 2 n … x v q n
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}
x λ 1 1 x λ 2 1 … x λ p 1 … x v 1 n x v 2 n … x v q n
构成 U U U 的基。由此得出推论。
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
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
( x 1 , … , x n ) ↦ u x 1 ⊗ x 2 ⊗ ⋯ ⊗ x n + x 1 ⊗ u x 2 ⊗ ⋯ ⊗ x n + ⋯ + x 1 ⊗ x 2 ⊗ ⋯ ⊗ u x n
(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
( x 1 , … , x n ) ↦ u x 1 ⊗ x 2 ⊗ ⋯ ⊗ x n + x 1 ⊗ u x 2 ⊗ ⋯ ⊗ x n + ⋯ + x 1 ⊗ x 2 ⊗ ⋯ ⊗ u x n F 到
⨂ n V \bigotimes^n V ⨂ n V 是多重线性的。因此存在
⨂ n V \bigotimes^n V ⨂ n V 的自同态
u n u_n u n 使得:
u n ( x 1 ⊗ ⋯ ⊗ x n ) = u x 1 ⊗ ⋯ ⊗ x n + ⋯ + x 1 ⊗ ⋯ ⊗ u x n
u_n(x_1 \otimes \cdots \otimes x_n) = ux_1 \otimes \cdots \otimes x_n + \cdots + x_1 \otimes \cdots \otimes ux_n
u n ( x 1 ⊗ ⋯ ⊗ x n ) = u x 1 ⊗ ⋯ ⊗ x n + ⋯ + x 1 ⊗ ⋯ ⊗ u x n 对于V中的所有
x 1 , … , x n x_1, \ldots, x_n x 1 , … , x n 。然后
u 1 = u u_1 = u u 1 = u 。令v为K-模T的自同态,其中重合在每个
T n = ⨂ n V T^n = \bigotimes^n V T n = ⨂ n V 上有
u n u_n u n ,并且在
T 0 = K .1 T^0 = K.1 T 0 = K .1 上有零。我们证明 v 是 T 的推导。如果
x 1 , … , x n , y 1 , … , y p x_1, \ldots, x_n, y_1, \ldots, y_p x 1 , … , x n , y 1 , … , y p 是 V 的元素,那么
v ( ( x 1 ⊗ ⋯ ⊗ x n ) ⊗ ( y 1 ⊗ ⋯ ⊗ y p ) ) = ∑ i = 1 n x 1 ⊗ ⋯ ⊗ x i − 1 ⊗ u x i ⊗ x i + 1 ⊗ ⋯ ⊗ x n ⊗ y 1 ⊗ ⋯ ⊗ y p + ∑ j = 1 p x 1 ⊗ ⋯ ⊗ x n ⊗ y 1 ⊗ ⋯ ⊗ y j − 1 ⊗ u y j ⊗ y j + 1 ⊗ ⋯ ⊗ y p = v ( x 1 ⊗ ⋯ ⊗ x n ) ⊗ ( y 1 ⊗ ⋯ ⊗ y p ) + ( x 1 ⊗ ⋯ ⊗ x n ) ⊗ v ( y 1 ⊗ ⋯ ⊗ y p ) .
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).
v (( x 1 ⊗ ⋯ ⊗ x n ) ⊗ ( y 1 ⊗ ⋯ ⊗ y p )) = i = 1 ∑ n x 1 ⊗ ⋯ ⊗ x i − 1 ⊗ u x i ⊗ x i + 1 ⊗ ⋯ ⊗ x n ⊗ y 1 ⊗ ⋯ ⊗ y p + j = 1 ∑ p x 1 ⊗ ⋯ ⊗ x n ⊗ y 1 ⊗ ⋯ ⊗ y j − 1 ⊗ u y j ⊗ y j + 1 ⊗ ⋯ ⊗ y p = v ( x 1 ⊗ ⋯ ⊗ x n ) ⊗ ( y 1 ⊗ ⋯ ⊗ y p ) + ( x 1 ⊗ ⋯ ⊗ x n ) ⊗ v ( y 1 ⊗ ⋯ ⊗ 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
u n u_n u n 与
⨂ n V \bigotimes^n V ⨂ n V 、从而最后一个断言上的所有对称算子都可交换。
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 D U D_U D U of U such that σ ∘ D = D U ∘ σ \sigma \circ D = D_U \circ \sigma σ ∘ D = D U ∘ σ (that is such that D U D_U D U extends D, when g can be identified with a submodule of U under σ). (b) D U D_U D U leaves stable U n U_n U n and the set U n U^n U n of images in U of the homogeneous symmetric tensors of order n over g.
(c) D U D_U D U 与 U U U 的主要反自同构可交换。
(d) *如果D D D 是g g g 的元素x x x 定义的g g g 的内部推导,则D U D_U D U 是σ ( x ) \sigma(x) σ ( x ) 定义的U U U 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 D T D_T D T 为张量代数 T T T g g g 的推导,其中扩展 D D D (引理 4)。由 T T T 生成的双边理想 J J J
x ⊗ y − y ⊗ x − [ x , y ]
x \otimes y - y \otimes x - [x, y]
x ⊗ y − y ⊗ x − [ x , y ]
g g g 中的( x , y (x, y ( x , y )在D T D_T D T 下是稳定的。为了:
D T ( x ⊗ y − y ⊗ x − [ x , y ] ) = D x ⊗ y − y ⊗ D x − [ D x , y ]
D_T(x \otimes y - y \otimes x - [x, y]) = Dx \otimes y - y \otimes Dx - [Dx, y]
D T ( x ⊗ y − y ⊗ x − [ x , y ]) = D x ⊗ y − y ⊗ D x − [ D x , y ]
+ x ⊗ D y − D y ⊗ x − [ x , D y ] .
+ x \otimes Dy - Dy \otimes x - [x, Dy].
+ x ⊗ D y − D y ⊗ x − [ x , D y ] .
在经过上对 U U U 进行D T D_T D T 定义推导 D U D_U D U 的商,使得 σ ∘ D = D U ∘ σ \sigma \circ D = D_U \circ \sigma σ ∘ D = D U ∘ σ 。 D U D_U D U 的唯一性从1开始就是直接的,并且σ ( g ) \sigma(g) σ ( g ) 生成代数U U U 。 断言 (b) 是显而易见的。设A A A 为U U U 的主要反自同构。现在我们证明(c)。如果x 1 , … , x n x_1, \ldots, x_n x 1 , … , x n 在g g g 中,那么
D U A ( σ ( x 1 ) … σ ( x n ) ) = D U ( ( − 1 ) n σ ( x n ) … σ ( x 1 ) )
D_U A(\sigma(x_1) \ldots \sigma(x_n)) = D_U((-1)^n \sigma(x_n) \ldots \sigma(x_1))
D U A ( σ ( x 1 ) … σ ( x n )) = D U (( − 1 ) n σ ( x n ) … σ ( x 1 ))
= ( − 1 ) n ∑ i = 1 n σ ( x n ) … D U ( σ ( x i ) ) … σ ( x 1 )
= (-1)^n \sum_{i=1}^n \sigma(x_n) \ldots D_U(\sigma(x_i)) \ldots \sigma(x_1)
= ( − 1 ) n i = 1 ∑ n σ ( x n ) … D U ( σ ( x i )) … σ ( x 1 )
= ( − 1 ) n ∑ i = 1 n σ ( x n ) … σ ( D x i ) … σ ( x 1 )
= (-1)^n \sum_{i=1}^n \sigma(x_n) \ldots \sigma(Dx_i) \ldots \sigma(x_1)
= ( − 1 ) n i = 1 ∑ n σ ( x n ) … σ ( D x i ) … σ ( x 1 )
= A ( ∑ i = 1 n σ ( x 1 ) … σ ( D x i ) … σ ( x n ) )
= A \left( \sum_{i=1}^n \sigma(x_1) \ldots \sigma(Dx_i) \ldots \sigma(x_n) \right)
= A ( i = 1 ∑ n σ ( x 1 ) … σ ( D x i ) … σ ( x n ) )
= A D U ( σ ( x 1 ) … σ ( x n ) ) .
= AD_U(\sigma(x_1) \ldots \sigma(x_n)).
= A D U ( σ ( x 1 ) … σ ( x n )) .
最后让x ∈ g x \in g x ∈ g 。令 Δ \Delta Δ 为 U U U 的内部推导 y ↦ σ ( x ) y − y σ ( x ) y \mapsto \sigma(x)y - y\sigma(x) y ↦ σ ( x ) y − y σ ( x ) (代数 , 章 IV, § 4, no. 3, 例 2 )。那么,对于 x ′ ∈ g x' \in g x ′ ∈ g ,
( Δ ∘ σ ) ( x ′ ) = σ ( x ) σ ( x ′ ) − σ ( x ′ ) σ ( x ) = σ ( [ x , x ′ ] ) = ( σ ∘ a d x ) ( x ′ ) ,
(\Delta \circ \sigma)(x') = \sigma(x)\sigma(x') - \sigma(x')\sigma(x) = \sigma([x, x']) = (\sigma \circ \mathrm{ad}\, x)(x'),
( Δ ∘ σ ) ( x ′ ) = σ ( x ) σ ( x ′ ) − σ ( x ′ ) σ ( x ) = σ ([ x , x ′ ]) = ( σ ∘ ad x ) ( x ′ ) ,
从而Δ ∘ σ = σ ∘ a d x \Delta \circ \sigma = \sigma \circ \mathrm{ad}\, x Δ ∘ σ = σ ∘ 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K K K 模的每个自同态u u u 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u u u 。
我们再次取李代数g g g 除以K K K ,并令D D D 为推导除以g g g 。我们使用早期的记号T , S , U , G T, S, U, G T , S , U , G 。令D T , D S D_T, D_S D T , D S 为T , S T, S T , S 的推导,其中扩展D D D ,并令D U D_U D U 为U U U 的唯一推导,使得σ ∘ D = D U ∘ σ \sigma \circ D = D_U \circ \sigma σ ∘ D = D U ∘ σ 。由于D U D_U D U 使U n U_n U n 保持稳定,因此D U D_U D U 定义取G G G 的商推导D G D_G D G 。由于当经过为商时,D U D_U D U 和D S D_S D S 是从D T D_T D T 导出的,因此交换性图表(3)证明D G D_G D G 也可以由D S D_S D S 通过同态ω \omega ω 导出no. 6。若进一步K K K 为特征0的域,则图表的同构 (4)映射一为D T , D S , D U , D G D_T, D_S, D_U, D_G D T , D S , D U , D G 至S ′ n , S n , U n , G n {S'}^n, S^n, U^n, G^n S ′ n , S n , U n , G n 的另一个限制。因此,S S S 的典范同构到U U U 映射D S D_S D S 到D U D_U D U 。
9. 扩张基环
令g g g 为李代数超过K K K ,T T T 其张量代数,J J J 由x ⊗ y − y ⊗ x − [ x , y ] x \otimes y - y \otimes x - [x, y] x ⊗ y − y ⊗ x − [ x , y ] 生成的T T T 的两侧理想(x , y x, y x , y 在g g g )和U = T / J U = T/J U = T / J 。设K 1 K_1 K 1 为交换环,其中K K K 的单位元和σ \sigma σ 同态化为K 1 K_1 K 1 映射1比1。然后张量代数 g ( K 1 ) g_{(K_1)} g ( K 1 ) 被规范地标识为 T ( K 1 ) T_{(K_1)} T ( K 1 ) 。令 J ′ J' J ′ 为由 T ( K 1 ) T_{(K_1)} T ( K 1 ) 生成的两侧理想
x ′ ⊗ y ′ − y ′ ⊗ x ′ − [ x ′ , y ′ ]
x' \otimes y' - y' \otimes x' - [x', y']
x ′ ⊗ y ′ − y ′ ⊗ x ′ − [ x ′ , y ′ ]
(g ( K 1 ) g_{(K_1)} g ( K 1 ) 中的x ′ , y ′ x', y' x ′ , y ′ )。显然T ( K 1 ) T_{(K_1)} T ( K 1 ) 中的J ( K 1 ) J_{(K_1)} J ( K 1 ) 的典范像包含在J ′ J' J ′ 中。要看出它等于J ′ J' J ′ ,只要证明,如果x ′ x' x ′ 和y ′ y' y ′ 表示g ( K 1 ) g_{(K_1)} g ( K 1 ) 中的两个元素,则x ′ ⊗ y ′ − y ′ ⊗ x ′ − [ x ′ , y ′ ] x' \otimes y' - y' \otimes x' - [x', y'] x ′ ⊗ y ′ − y ′ ⊗ x ′ − [ x ′ , y ′ ] 属于等于这个像。现在
x ′ = ∑ i x i ⊗ λ i , y ′ = ∑ j y j ⊗ μ j ( x i , y j in g , λ i , μ j in K 1 ) ;
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);
x ′ = i ∑ x i ⊗ λ i , y ′ = j ∑ y j ⊗ μ j ( x i , y j in g , λ i , μ j in K 1 ) ;
从而
x ′ ⊗ y ′ − y ′ ⊗ x ′ − [ x ′ , y ′ ] = ∑ i , j ( x i ⊗ y j − y j ⊗ x i − [ x i , y j ] ) ⊗ λ i μ j
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
x ′ ⊗ y ′ − y ′ ⊗ x ′ − [ x ′ , y ′ ] = i , j ∑ ( x i ⊗ y j − y j ⊗ x i − [ x i , y j ]) ⊗ λ i μ j
这证明了我们的断言。然后可以看出,U ( K 1 ) = ( T / J ) ( K 1 ) U_{(K_1)} = (T/J)_{(K_1)} U ( K 1 ) = ( T / J ) ( K 1 ) 被规范地标识为 T ( K 1 ) / J ′ T_{(K_1)}/J' T ( K 1 ) / J ′ :*将 g ( K 1 ) g_{(K_1)} g ( K 1 ) 的代数规范地标识为 U ( K 1 ) U_{(K_1)} U ( K 1 ) *,将 g ( K 1 ) g_{(K_1)} 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 σ ⊗ 1 (其中σ \sigma σ 表示g g g 到U U U 的典范映射)。
习题
参见习题为 § 2 。