Разрешение (алгебра) - Resolution (algebra)

В математика, а точнее в гомологическая алгебра, а разрешающая способность (или левое разрешение; вдвойне основное решение или правильное разрешение^[1]) является точная последовательность из модули (или, в более общем смысле, объекты из абелева категория ), который используется для определения инварианты характеризующий структуру конкретного модуля или объекта данной категории. Когда, как обычно, стрелки ориентированы вправо, предполагается, что последовательность бесконечна влево для (левых) разрешений и вправо для правых разрешений. Однако конечное разрешение это тот, в котором только конечное число объектов в последовательности ненулевой; обычно он представлен конечной точной последовательностью, в которой крайний левый объект (для разрешений) или крайний правый объект (для основных решений) является нулевой объект.^[2]

Как правило, объекты в последовательности имеют некоторые свойства. п (например, чтобы быть свободным). Так говорят о Разрешение P. В частности, каждый модуль имеет бесплатные разрешения, проективные резолюции и плоские разрешения, которые представляют собой левые резольвенты, состоящие соответственно из бесплатные модули, проективные модули или плоские модули. Аналогичным образом каждый модуль имеет инъективные разрешения, которые являются правильными резолюциями, состоящими из инъективные модули.

Разрешения модулей

Определения

Учитывая модуль M над кольцом р, а левое разрешение (или просто разрешающая способность) из M является точная последовательность (возможно бесконечное) из р-модули

${displaystyle cdots {overset {d_{n+1}}{longrightarrow }}E_{n}{overset {d_{n}}{longrightarrow }}cdots {overset {d_{3}}{longrightarrow }}E_{2}{overset {d_{2}}{longrightarrow }}E_{1}{overset {d_{1}}{longrightarrow }}E_{0}{overset {varepsilon }{longrightarrow }}Mlongrightarrow 0.}$

Гомоморфизмы d_я называются граничными картами. Отображение ε называется карта аугментации. Для краткости указанное выше разрешение можно записать как

${displaystyle E_{ullet }{overset {varepsilon }{longrightarrow }}Mlongrightarrow 0.}$

В двойное понятие это то из правильное разрешение (или основное решение, или просто разрешающая способность). В частности, учитывая модуль M над кольцом р, правая резольвента - это, возможно, бесконечная точная последовательность р-модули

${displaystyle 0longrightarrow M{overset {varepsilon }{longrightarrow }}C^{0}{overset {d^{0}}{longrightarrow }}C^{1}{overset {d^{1}}{longrightarrow }}C^{2}{overset {d^{2}}{longrightarrow }}cdots {overset {d^{n-1}}{longrightarrow }}C^{n}{overset {d^{n}}{longrightarrow }}cdots ,}$

где каждый C^я является р-модуль (обычно используются надстрочные символы на объектах в разрешении и на картах между ними, чтобы указать на двойственный характер такого разрешения). Для краткости указанное выше разрешение можно записать как

${displaystyle 0longrightarrow M{overset {varepsilon }{longrightarrow }}C^{ullet }.}$

(Ко) резолюцией называется конечный если только конечное число задействованных модулей ненулевое. В длина конечного разрешения - это максимальный индекс п разметка ненулевого модуля в конечном разрешении.

Свободные, проективные, инъективные и плоские разрешения

Во многих случаях на модули накладываются условия E_я разрешение данного модуля M. Например, бесплатное разрешение модуля M - левая резольвента, в которой все модули E_я свободны р-модули. Точно так же проективный и плоский разрешения - это такие левые разрешения, что все E_я находятся проективный и плоский р-модули соответственно. Инъективные разрешения правильно резолюции, чьи C^я все инъективные модули.

Каждые р-модуль имеет свободное левое разрешение.^[3] А тем более, каждый модуль также допускает проективные и плоские резольвенты. Идея доказательства состоит в том, чтобы определить E₀ быть свободным р-модуль, порожденный элементами M, а потом E₁ быть свободным р-модуль, порожденный элементами ядра естественного отображения E₀ → M и т. д. Дважды каждые р-модуль обладает инъективным разрешением. Проективные разрешения (и, в более общем смысле, плоские разрешения) могут использоваться для вычисления Функторы Tor.

Проективное разрешение модуля M уникален до цепная гомотопия, т.е. по двум проективным резольвентам п₀ → M и п₁ → M из M между ними существует цепная гомотопия.

Разрешения используются для определения гомологические размерности. Минимальная длина конечной проективной резольвенты модуля M называется его проективное измерение и обозначили pd (M). Например, модуль имеет нулевую проективную размерность тогда и только тогда, когда он является проективным модулем. Если M не допускает конечной проективной резольвенты, то проективная размерность бесконечна. Например, для коммутативного местное кольцо р, проективная размерность конечна тогда и только тогда, когда р является регулярный и в этом случае совпадает с Измерение Крулля из р. Аналогично инъективное измерение мне бы(M) и плоский размер fd (M) определены также для модулей.

Инъективная и проективная размерности используются в категории правых р модулей для определения гомологической размерности для р назвал правильным глобальное измерение из р. Точно так же плоский размер используется для определения слабое глобальное измерение. Поведение этих размеров отражает характеристики кольца. Например, кольцо имеет правую глобальную размерность 0 тогда и только тогда, когда оно полупростое кольцо, и кольцо имеет слабую глобальную размерность 0 тогда и только тогда, когда оно регулярное кольцо фон Неймана.

Градуированные модули и алгебры

Позволять M быть градуированный модуль через градуированная алгебра, который порождается над полем элементами положительной степени. потом M имеет бесплатное разрешение, в котором бесплатные модули E_я могут быть оценены таким образом, что d_я и ε равны градуированные линейные карты. Среди этих градуированных бесплатных разрешений минимальные бесплатные разрешения те, для которых количество базисных элементов каждого E_я минимально. Количество базовых элементов каждого E_я и их степени одинаковы для всех минимальных свободных резольвент градуированного модуля.

Если я это однородный идеал в кольцо многочленов над полем Кастельнуово-Мамфорд регулярность из проективное алгебраическое множество определяется я минимальное целое число р такие, что степени базисных элементов E_я в минимальном свободном разрешении я все ниже, чем р-я.

Примеры

Классический пример бесплатного разрешения - Кошульский комплекс из регулярная последовательность в местное кольцо или однородной регулярной последовательности в градуированная алгебра конечно порожден над полем.

Позволять Икс быть асферическое пространство, т.е. его универсальный чехол E является стягиваемый. Затем каждые единственное число (или симплициальный ) цепной комплекс E это свободное разрешение модуля Z не только над кольцом Z но и над групповое кольцо Z [π₁(Икс)].

Резолюции в абелевых категориях

Определение разрешений объекта M в абелева категория А то же, что и выше, но E_я и C^я объекты в А, и все задействованные карты морфизмы в А.

Аналогичное понятие проективного и инъективного модулей проективный и инъективные объекты, и, соответственно, проективная и инъективная резольвенты. Однако такие резольвенты могут не существовать в общей абелевой категории. А. Если каждый объект А имеет проективную (соответственно инъективную) резольвенту, то А говорят, что имеет достаточно прогнозов (соотв. достаточно инъекций ). Даже если они существуют, с такими разрешениями часто сложно работать. Например, как указано выше, каждый р-модуль имеет инъективное разрешение, но это разрешение не является функториальный, т.е. по гомоморфизму M → M ' вместе с инъективными резольвентами

${displaystyle 0ightarrow Mightarrow I_{*}, 0ightarrow M'ightarrow I'_{*},}$

в общем, нет функционального способа получить карту между ${displaystyle I_{*}}$ и ${displaystyle I'_{*}}$.

Ациклическое разрешение

Во многих случаях нас действительно интересуют не объекты, появляющиеся в разрешении, а поведение разрешения по отношению к заданному функтор.Поэтому во многих ситуациях понятие ациклические разрешения используется: учитывая левый точный функтор F: А → B между двумя абелевыми категориями, разрешение

${displaystyle 0ightarrow Mightarrow E_{0}ightarrow E_{1}ightarrow E_{2}ightarrow cdots }$

объекта M из А называется F-цикличный, если производные функторы р_яF(E_п) исчезнуть для всех я > 0 и п ≥ 0. Кроме того, левая резольвента ациклична относительно правого точного функтора, если производные от нее функторы обращаются в нуль на объектах резольвенты.

Например, учитывая р модуль M, то тензорное произведение   ${displaystyle otimes _{R}M}$ является точным правым функтором Мод(р) → Мод(р). Всякая плоская резольвента ациклична относительно этого функтора. А плоское разрешение ациклична для тензорного произведения на каждое M. Аналогично, ациклические для всех функторов резольвенты Hom( ⋅ , M) - проективные резольвенты, а те, которые ацикличны для функторов Hom(M,) - инъективные резольвенты.

Любая инъективная (проективная) резольвента F-ацикличен для любого точного слева (соответственно точного справа) функтора.

Важность ациклических резольвент заключается в том, что производные функторы р_яF (точного слева функтора, а также L_яF точного справа функтора) можно получить как гомологии F-циклическое разрешение: задано ациклическое разрешение ${displaystyle E_{*}}$ объекта M, у нас есть

${displaystyle R_{i}F(M)=H_{i}F(E_{*}),}$

где правая часть - это я-й объект гомологии комплекса ${displaystyle F(E_{*}).}$

Эта ситуация применима во многих ситуациях. Например, для постоянная связка р на дифференцируемое многообразие M может быть решена связками ${displaystyle {mathcal {C}}^{*}(M)}$ гладкой дифференциальные формы:

${displaystyle 0ightarrow Rsubset {mathcal {C}}^{0}(M){stackrel {d}{ightarrow }}{mathcal {C}}^{1}(M){stackrel {d}{ightarrow }}cdots {mathcal {C}}^{dim M}(M)ightarrow 0.}$

Пучки ${displaystyle {mathcal {C}}^{*}(M)}$ находятся тонкие снопы, которые, как известно, ацикличны по отношению к глобальный раздел функтор ${displaystyle Gamma :{mathcal {F}}mapsto {mathcal {F}}(M)}$. Следовательно когомологии пучков, который является производным функтором глобального функтора сечения Γ, вычисляется как${displaystyle mathrm {H} ^{i}(M,mathbf {R} )=mathrm {H} ^{i}({mathcal {C}}^{*}(M)).}$

так же Резолюции Годемента являются ацикличными относительно функтора глобальных сечений.

Смотрите также

• Стандартное разрешение
• Теорема Гильберта – Берча
• Теорема Гильберта о сизигиях
• Бесплатная презентация

Заметки

1. Якобсон 2009, §6.5 использует основное решение, хотя правильное разрешение чаще встречается, как в Вайбель 1994, Гл. 2
2. проективное разрешение в nLab, разрешающая способность в nLab
3. Якобсон 2009, §6.5

использованная литература

• Иэн Т. Адамсон (1972), Элементарные кольца и модули, Университетские математические тексты, Оливер и Бойд, ISBN  0-05-002192-3
• Эйзенбуд, Дэвид (1995), Коммутативная алгебра. С точки зрения алгебраической геометрии, Тексты для выпускников по математике, 150, Берлин, Нью-Йорк: Springer-Verlag, ISBN  3-540-94268-8, Г-Н  1322960, Zbl  0819.13001
• Джейкобсон, Натан (2009) [1985], Базовая алгебра II (Второе изд.), Dover Publications, ISBN  978-0-486-47187-7
• Ланг, Серж (1993), Алгебра (Третье изд.), Ридинг, Массачусетс: Addison-Wesley, ISBN  978-0-201-55540-0, Zbl  0848.13001
• Вейбель, Чарльз А. (1994). Введение в гомологическую алгебру. Кембриджские исследования в области высшей математики. 38. Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-55987-4. Г-Н  1269324. OCLC  36131259.