投射模。设是-模,对于任意满同态和同态,总有同态使得下图交换.如果对任意单同态和同态,总有同态使...
投射模。设 是 -模,对于任意满同态 和同态 ,总有同态 使得下图交换.
如果对任意单同态 和同态 ,总有同态 使得下图交换,称 为内射模。
对于 ,如果 的非零子模与 相交,称 为 的本性扩模。
引理, 是内射模当且仅当 没有非平凡本性扩模。
内射包是内射的本性扩模,意即最小的内射扩模。内射包在同构意义下唯一存在。
投射盖。设 是投射模, 是满同态,如果对于任意投射模 与满同态 ,使得 的 总是满同态,那么称 是 的投射盖。
投射盖在同构范围内唯一。但是投射盖并不总存在。
自反模与半自反模。对于左 -模, 是右 -模,记为 .当 时,称为自反模,当 称为半自反模,或缺扰模。
对于 ,以下的 分别叫作推出与拉回:
或者,以下的定义等价:
复形与微分。对于 ,如果 ,称链为复形, 为微分。称 为其同调。
同调正合列定理。设 分别是复形,并且有正合列 使得如下图交换:
此时有 使得如下列正合:
的一个投射分解是一个由投射模构成的正合列: .
箭头方向相反,将投射模改为内射模时,叫作内射分解。
核与上核。设 . 对于任意 , 与 使下图交换。
核的对偶概念是上核。
设 是 -模, 是共变加法函子。取 的投射分解为 ,那么对其进行 的变换可得 ,记 . 这个定义不依据 的选取而改变,因此 是 的共变函子。
将投射分解改为内射分解,得到的是 .
设 是自由模,生成元为 ,那么对于任意 与 ,只需要选取一组使得 使得 ,并定义 即可得到 ,因此自由模总是投射模。
对于任意的模 ,自然有自由模 使得 . 这给出了正合列 . 记 ,重复这样的操作,就得到了: 此时,考虑它们的复合 经过化简,得到正合列 这说明任意模总有投射分解。
反之,任意模总可以嵌入某个内射模。首先注意到 模都是 内射模。假定 是 模, 而 . 假设有 是 的扩张,任取 ,如果 ,则规定 ,否则规定 . 这样,根据佐恩引理,就得到了 . 对于一般的 ,有嵌入 ,具体地说, . 已经知道 是 内射模,只需要证明 是 内射模。设有 和 . 对于每个 , ,而 ,因此根据内射模的性质存在 . 对于每个 ,定义 ,那么 ,并且 扩张了 .
如果 是正合列而 是内射模,类似地,考虑: 由此得到内射分解 .
设 是right -module chain complex,它们之间的morphism 是一族 -module homormopshim,使得下图交换。
蛇引理:设有如下的交换图,且每行exact,那么有 的同态,并且 exact.
此外,当 是单射时, 也是单射;当 是满射时, 也是满射。
设 ,由于 是满射,所以存在 使得 ,因此 ,因为 ,因此存在 使得 ,令 . 换言之, .
验证定义的良好性:假设 ,那么存在 使得 ,因而 ,这说明 .
五引理:设有如下的交换图,其中两行分别正合:
当 单射 满射时, 单射;当 满射 单射时, 满射;因此, 是同构时, 也是同构。
任取 ,那么 ,因此 ,记 ,此时 ,因此 ,记 . 因为 是单射,所以 ,而 .
反之类似。
对于chain complex ,记 , , , . 考虑下图。
由于图的中间两行是正合的,所以根据蛇引理,每一行都正合且交换。
再注意到,对于 , ,因此 ,从而 给出了 的同态,并且下图正合交换:
每一列的kernel是 ,而coker是 .因此,得到了正合列 .
对于线性空间范畴,chain complex可以视作 ,此时 可以视作映射 ,如果记 ,那么 将 映射为 ,这说明 .
设有 ,此时定义 则 是 的态射。此时, ,因此 是chain complex的态射。
对于 ,如果存在上述 使得 ,那么称 null homotopic,一个chain complex是split exact的当且仅当它的id映射null homotopic.
对于 ,如果 null homotopic,称对应的 是 与 的chain homotopy.
引理,设 null homotopic,则 是零态射。
设 是chain complex map,定义mapping cone是 ,mapping cylinder是 ,它们的微分映射分别是 和 .
设 是拓扑空间, 是它的所有开集构成的偏序集(大→小), 是阿贝尔范畴,由 到 的函子 如果满足 则称为一个presheaf. 进一步地,设 是开集 的开覆盖, 是一族元素,再设对于任意 , 与 经由态射 和 变换的结果相同,此时如果总有唯一的 使得它在态射 变换下恰等于 ,那么称这个presheaf是sheaf.
sheaf的一个例子是这样的: ,后者有交换群结构所以是阿贝尔范畴,而 是函数的限制。假如 覆盖了 ,对于每一个 ,取 并定义 ,那么定义是良好的并且 在 处连续。 的唯一性显然。
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