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。

附录

对线性表示的补充

以下命题概括了第13章的第13条命题。 1、§ 3, no. 8。

命题 1 0ATZ

设 K 为交换域、A K-代数、V 和 W 两个左A-模,它们是 K 上的有限维向量空间。如果存在 K 的扩张 L,使得 (A \otimes_K L)-模 V \otimes_K L 和 W \otimes_K L 同构,则 A-模 V 和 W 同构。

引用了 2

引用了 定理 1(东屋), A VIII § 2, 命题 6, A II § 8

a) 首先假设L是有限次数n的K的扩张。由于 V \otimes_K L 和 W \otimes_K L 同构为 (A \otimes_K L) 模块,因此它们同构为 A-模;但是,作为 A-模,它们分别与 V^n 和 W^n 同构。现在V和W是有限长度的A-模;因此V(分别为W)是子模的族(M_i^{r_i})_{1 \leq i \leq p}(分别为(N_j^{s_j})_{1 \leq j \leq l})的直和,使得M_i(分别为N_j)不可分解,并且其中两个具有不同指标的 M_i(分别为 N_j)不是同构的(代数,第 VIII, § 2, no. 2 章,第 1 章)。那么V^n(分别为W^n)是M_i^{n r_i}(分别为N_j^{ns_j})的直和; (loc. cit.) p = q 且之后 N_j 的合适置换,M_i 与 N_i 同构,对于 1 \leq i \leq p,n r_i 等于 n s_i。因此,V与W同构。

b) 假设 K 是无穷大域。 假设意味着V和W在K上具有相同的维数。令(e_i)_{1 \leq i \leq m}和(e'_i)_{1 \leq i \leq m}为V和W在K上的基,以及A在K上的(a_\lambda) 基。 同构 u : V \otimes_K L \to W \otimes_K L 是一个双射 L-线性映射,同时是一个 (A \otimes_K L)-同态,在其他字它满足条件

aλu(ei)=u(aλei)for all λ and all i. a_\lambda u(e_i) = u(a_\lambda e_i) \quad \text{for all } \lambda \text{ and all } i.

Put aλei=∑jγλijej, aλei′=∑jγλij′ej′,a_\lambda e_i = \sum_j \gamma_{\lambda ij} e_j, \ a_\lambda e'_i = \sum_j \gamma'_{\lambda ij} e'_j, where the γλij\gamma_{\lambda ij} and γλij′\gamma'_{\lambda ij} belong to K, and u(ei)=∑jξijej′,u(e_i) = \sum_j \xi_{ij} e'_j, where the ξij\xi_{ij} belong to L. 条件 (1) 可以写成

∑jξijγλjk′=∑jγλijξjk \sum_j \xi_{ij} \gamma'_{\lambda jk} = \sum_j \gamma_{\lambda ij} \xi_{jk}

对于所有λ,i,k\lambda, i, k。通过假设,齐次线性方程 (2) 有解 (ξij)∈Lm2(\xi_{ij}) \in L^{m^2},使得 det⁡(ξij)≠0\det(\xi_{ij}) \neq 0。由于系统 (2) 属于的系数为 K,我们知道(代数,第 II, § 8, no. 5 命题 6),这个系统也承认 Km2K^{m^2} 中非平凡的解;令E为Mm(K)=Km2M_m(K) = K^{m^2}的向量子空间,而不是由这些解形成的零。令(cl)1≤l≤p(c_l)_{1 \leq l \leq p}为EE的基,并为任何矩阵(ξij)∈E(\xi_{ij}) \in E放入(ξij)=∑lηlcl(\xi_{ij}) = \sum_l \eta_l c_l;那么 det⁡(ξij)\det(\xi_{ij}) 是一个多项式 P(η1,…,ηp)P(\eta_1, \ldots, \eta_p),系数为 KK。另一方面,我们知道(*loc.cit.*)Lm2L^{m^2}中的(2)的解是形式∑lζlcl\sum_l \zeta_l c_l,这次是ζl∈L\zeta_l \in L;对于这样的解,det⁡(ξij)\det(\xi_{ij})等于P(ζ1,…,ζp)P(\zeta_1, \ldots, \zeta_p)。考虑到这一点,如果我们对所有η1,…,ηp∈K\eta_1, \ldots, \eta_p \in K都有P(η1,…,ηp)=0P(\eta_1, \ldots, \eta_p) = 0,则PP的系数将是零,因为KK是无限的;那么我们对于所有 ζ1,…,ζp∈L\zeta_1, \ldots, \zeta_p \in L 就会有 P(ζ1,…,ζp)=0P(\zeta_1, \ldots, \zeta_p) = 0,这与我们的假设相反。因此,我们可以找到矩阵(ξij)∈E(\xi_{ij}) \in E使得det⁡(ξij)≠0\det(\xi_{ij}) \neq 0,并且相应的线性映射V→WV \to W是同构。

c) 一般情况。设Ω\Omega为LL的代数闭扩张,Ω\Omega中KK的K0K_0代数闭包。 假设意味着V⊗KΩV \otimes_K \Omega 和W⊗KΩW \otimes_K \Omega 是同构的(A⊗KΩ)(A \otimes_K \Omega) 模块。由于K0K_0是无限的,部分b)表明V⊗KK0V \otimes_K K_0和W⊗KK0W \otimes_K K_0是同构的(A⊗KK0)(A \otimes_K K_0)模。在b)中保留记号,系统 (2) 承认解(ξij)∈K0m2(\xi_{ij}) \in K_0^{m^2},使得det⁡(ξij)≠0\det(\xi_{ij}) \neq 0。但是ξij\xi_{ij}全部属于到有限次数的代数扩张K1K_1超过KK。 (A⊗KK1)(A \otimes_K K_1)-模块V⊗KK1V \otimes_K K_1和W⊗KK1W \otimes_K K_1是同构的,证明是通过使用a)完成的。

命题 2(马施克) 0AU0

设 A 为环,其中单位元,E 左A-模,F 为 E 的直接和,G 群为有限阶 q,G 的 ρ\rho 线性表示在 E 上。假设 q.1 在 A 中可逆,且 F 在 G 下稳定。则 E 中存在 F 的补集,即G.* 下稳定

被以下引用 3

被以下引用 推论, 推论, VI § 1, 引理 2, VIII § 5

设pp为EE到FF的投影。对于所有 x∈Ex \in E,将

f(x)=q−1∑s∈Gρ(s)−1p(ρ(s)x). f(x) = q^{-1} \sum_{s \in G} \rho(s)^{-1} p(\rho(s)x).
对于所有y∈Fy \in F,我们都有f(x)∈Ff(x) \in F和f(y)=yf(y) = y,因此ff是EE的投影到FF。另一方面,如果t∈Gt \in G,
ρ(t)f(x)=q−1∑s∈Gρ(st−1)−1p(ρ(s)x)=q−1∑s∈Gρ(s)−1p(ρ(st)x)=f(ρ(t)x). \begin{align*} \rho(t)f(x) &= q^{-1} \sum_{s \in G} \rho(st^{-1})^{-1} p(\rho(s)x) \\ &= q^{-1} \sum_{s \in G} \rho(s)^{-1} p(\rho(st)x) \\ &= f(\rho(t)x). \end{align*}
因此ff与ρ(G)\rho(G)可交换,因此ker⁡(f)\ker(f)是FF的补集,在GG下稳定。

推论 0AU1

设G为阶q中的有限群,且K为交换域,其特性不为除q。那么 G 在 K 上的群代数是半单。

引用了 1

引用了 命题 2(马施克)

事实上,根据第 2 条命题,在这个代数之上,每模就是半单。

命题 3 0AU2

令AA为交换环,MM为AA模块,GG有限群作用于MM,A′A'为AA模块。假设GG的阶qq在AA中可逆。设MGM^G为MM元素集合在GG下不变。然后典范同态从MG⊗AA′M^G \otimes_A A'到M⊗AA′M \otimes_A A',定义同构从MG⊗AA′M^G \otimes_A A'到模,M⊗AA′M \otimes_A A'在GG下不变的元素(M⊗AA′)G(M \otimes_A A')^G。

事实上,对于所有x∈Mx \in M,让QQ是MM的投影到由Q(x)=q−1∑g∈Gg(x)Q(x) = q^{-1} \sum_{g \in G} g(x)定义的MGM^G上。如果ii将MGM^G的典范嵌入代入MM,则Q∘iQ \circ i是MGM^G的恒等式映射,所以(Q⊗1A′)∘(i⊗1A′)(Q \otimes 1_{A'}) \circ (i \otimes 1_{A'})是MG⊗AA′M^G \otimes_A A'的恒等式映射。由于Q⊗1A′=q−1∑g∈G(g⊗1A′)Q \otimes 1_{A'} = q^{-1} \sum_{g \in G} (g \otimes 1_{A'}),i⊗1A′i \otimes 1_{A'}的像是(M⊗A′)G(M \otimes A')^G。另一方面,i⊗1A′i \otimes 1_{A'}是所说的之前的内射。

注 0AU3

当A′A'是AA代数时,前面的命题尤其适用。在这种情况下,MG⊗AA′M^G \otimes_A A'是M⊗AA′M \otimes_A A'的A′A'子模块。

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