令E为模。设ME为E的自由代数(\emph{代数},章III, § 2,习题13)。回想一下 ME=⨁n≥1En,其中
E1=E,En=p+q=n⨁Ep⊗Eqif n≥2, ME上的代数结构通过典范映射
En⊗Em→En+m来定义。
(a) 令J为形式xx和(xy)z+(yz)x+(zx)y的ME包含元素的最小的两侧理想,x,y,z在E中。让LE=ME/J。证明J是ME的分级理想;推导出 LE 的毕业(LnE)n≥1。
(b) 证明LE是李代数;它被称为 \emph{免费李代数的模} E。证明对于每一个李代数 g 和每一个线性映射 f:E→g,存在且仅有一个李代数同态 F:LE→g 其中扩展 f。
(c)定义同构E→L1E和∧2E→L2E。证明L3E 与元素生成的子模与E⊗∧2E 的商相同
x⊗(y∧z)+y⊗(z∧x)+z⊗(x∧y)for x,y,z in E.
(d) 证明,当E为基X中的自由模时,LE与no. 2中定义的自由李代数L(X)相同。
(e) 证明E的典范映射进入LE的包络代数U(LE)可以扩展到U(LE)上的张量代数TE的同构。
(f) 设σ为∧2E到T2E的线性映射,使得
σ(x∧y)=x⊗y−y⊗x. 构造模
E 其中
σ 不是单射的。推断出
LE的模典范映射进入
U(LE)不是单射的(与章I, § 2的习题9进行比较)。