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模的拟Harmanci-内射性

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秦军权, 梁力. 模的拟Harmanci-内射性[J]. 西南大学学报(自然科学版), 2020, 42(12): 83-87. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2020.12.010
引用本文: 秦军权, 梁力. 模的拟Harmanci-内射性[J]. 西南大学学报(自然科学版), 2020, 42(12): 83-87. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2020.12.010
QIN Jun-quan, LIANG Li. Quasi-Harmanci Injectivity of Modules[J]. Journal of Southwest University Natural Science Edition, 2020, 42(12): 83-87. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2020.12.010
Citation: QIN Jun-quan, LIANG Li. Quasi-Harmanci Injectivity of Modules[J]. Journal of Southwest University Natural Science Edition, 2020, 42(12): 83-87. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2020.12.010

模的拟Harmanci-内射性

  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(11761045);兰州交通大学“百名青年优秀人才培养计划”基金项目;甘肃省自然科学基金项目(18JR3RA113)
详细信息
    作者简介:

    秦军权(1994-),男,硕士研究生,主要从事同调代数的研究 .

    通讯作者: 梁力,教授
  • 中图分类号: O154.2

Quasi-Harmanci Injectivity of Modules

  • 摘要: 介绍了拟Harmanci-内射模的概念,并给出了一些性质及刻画.特别地,证明了在任意环R上,$ (\mathscr{SMF}, \mathscr{NHI}) $,构成遗传的余挠对,其中$ \mathscr{NHI} $是拟Harmanci-内射模类,$ \mathscr{SMF} $是强Matlis平坦模类.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-08
  • 刊出日期:  2020-12-20

模的拟Harmanci-内射性

    通讯作者: 梁力,教授
    作者简介: 秦军权(1994-),男,硕士研究生,主要从事同调代数的研究
  • 兰州交通大学 数理学院,兰州 730070
基金项目:  国家自然科学基金项目(11761045);兰州交通大学“百名青年优秀人才培养计划”基金项目;甘肃省自然科学基金项目(18JR3RA113)

摘要: 介绍了拟Harmanci-内射模的概念,并给出了一些性质及刻画.特别地,证明了在任意环R上,$ (\mathscr{SMF}, \mathscr{NHI}) $,构成遗传的余挠对,其中$ \mathscr{NHI} $是拟Harmanci-内射模类,$ \mathscr{SMF} $是强Matlis平坦模类.

English Abstract

  • 本文中R指有单位元的结合环,E(R)代表左R-模R的内射包络.

    内射模作为同调代数的主要研究对象之一,对同调代数的发展起着至关重要的作用.近年来很多学者在推广内射模方面做了许多工作.文献[1]定义了Whitehead模:设M是右R-模,如果ExtR1(MR)=0,则称右R-模M是Whitehead模.作为Whitehead模的对偶,文献[2]定义了Matlis内射模:如果ExtR1(E(R),M)=0,则称左R-模M是Matlis内射模.文献[3]给出了Matlis平坦模的定义:如果Tor1R(ME(R))=0,则称右R-模M是Matlis平坦模.借助Matlis平坦模,文献[4]给出了Harmanci-内射模的定义:如果对任意Matlis平坦右R-模N,都有ExtR1(NM)=0,则称右R-模M是Harmanci-内射模.同时,文献[4]研究了Harmanci-内射模的性质,证明了Harmanci-内射模类是一个余挠对的右部分,并且该余挠对是遗传的当且仅当对任意Harmanci-内射右R-模M,都有E(M)/M是Harmanci-内射的,其中E(M)是M的内射包络.

    本文进一步优化Harmanci-内射模的概念,介绍并研究了拟Harmanci-内射模.特别地,证明了在任意环上,拟Harmanci-内射模类是一个遗传的余挠对的右部分(见定理1).

    定义1   设R是环.如果对任意的i≥1,有ToriR(ME(R))=0,则称右R-模M是强Matlis平坦模.

    命题1   设R是环.则:

    (ⅰ)强Matlis平坦模类对扩张封闭;

    (ⅱ)强Matlis平坦模类对直和项封闭.

      (ⅰ)设0→ABC→0是右R-模的短正合列,并且AC是强Matlis平坦模.则对任意的i≥1,有

    用-⊗RE(R)作用到上述短正合列上得到正合列

    故ToriR(BE(R))=0,从而B是强Matlis平坦模.

    (ⅱ)设M=M1M2是强Matlis平坦模,则对任意的i≥1,有ToriR(ME(R))=0.又因为

    所以

    M1M2是强Matlis平坦模.

    定义2   设R是环.如果对任意强Matlis平坦右R-模N,都有ExtR1(NM)=0,则称右R-模M是拟Harmanci-内射模.

    命题2设R是环,则:

    (ⅰ)拟Harmanci-内射右R-模的直积是拟Harmanci-内射的;

    (ⅱ)拟Harmanci-内射右R-模的直和项是拟Harmanci-内射的;

    (ⅲ)拟Harmanci-内射右R-模的类对扩张封闭.

      (ⅰ)设{Mi}iI是拟Harmanci-内射右R-模簇,$ M=\prod\limits_{i\in I}{{{M}_{i}}} $,并且N是强Matlis平坦右R-模.则有$ \text{Ext}_{R}^{1}\left( N, M \right)\cong \prod\limits_{i\in I}{\text{Ext}_{R}^{1}\left( N, {{M}_{i}} \right)=0} $,所以M是拟Harmanci-内射的.

    (ⅱ)设M=M1M2是拟Harmanci-内射右R-模,并且N是强Matlis平坦右R-模.则ExtR1(NM)=0.又因为$ \text{Ext}_{R}^{1}\left( N, M \right)\cong \text{Ext}_{R}^{1}\left( N, {{M}_{1}} \right)\oplus \text{Ext}_{R}^{1}\left( N, {{M}_{2}} \right) $,故得ExtR1(NM1)=ExtR1(NM2)=0.从而M1M2都是拟Harmanci-内射的.

    (ⅲ)设0→MKL→0是右R-模的短正合列,并且ML是拟Harmanci-内射模.令N是强Matlis平坦右R-模.用HomR(N,-)作用到上述短正合列得到正合列

    由假设得到ExtR1(NM)=ExtR1(NL)=0,故得ExtR1(NK)=0.从而K是拟Harmanci-内射模.

    命题3   设M是拟Harmanci-内射右R-模,KM的子模,并且K的内射维数小于等于1.则M/K是拟Harmanci-内射模.

      由于KM的子模,所以得到正合列0→KMM/K→0.设N是强Matlis平坦右R-模,用HomR(N,-)作用到上述短正合列得到正合列

    因为M是拟Harmanci-内射模,K的内射维数小于等于1,则ExtR1(NM)=0,并且ExtR2(NK)=0,故得ExtR1(NM/K)=0.从而M/K是拟Harmanci-内射模.

    定义3   如果M是某个内射模的同态像,则称R-模Mh-可除的.

    命题4   设R是环.则以下结论等价:

    (ⅰ)拟Harmanci-内射右R-模类对同态像封闭;

    (ⅱ)任意h-可除右R-模是拟Harmanci-内射模;

    (ⅲ)任意强Matlis平坦右R-模的投射维数小于等于1.

      (ⅰ)⇒(ⅱ)注意到内射模是拟Harmanci-内射的,故得.

    (ⅱ)⇒(ⅲ)设M是任意右R-模,E(M)是M的内射包络,N是强Matlis平坦右R-模.用HomR(N,-)作用到短正合列0→ME(M)→E(M)/M→0,得到正合列

    因为E(M)/Mh-可除的,所以由(ⅱ)知ExtR1(NE(M)/M)=0.而ExtR2(NE(M))=0,故得ExtR2(NM)=0.从而N的投射维数小于等于1.

    (ⅲ)⇒(ⅰ)设M是拟Harmanci-内射右R-模,KM的子模,N是强Matlis平坦右R-模.用HomR(N,-)作用到短正合列0→KMM/K→0,得到正合列

    M的拟Harmanci-内射性和(ⅲ)得到ExtR1(NM)=0=ExtR2(NK),故ExtR1(NM/K)=0.从而M/K是拟Harmanci-内射的.

    命题5   设有右R-模短正合列

    其中CE是强Matlis平坦右R-模,BD是拟Harmanci-内射模.则$ B\oplus E\cong D\oplus C $.

      用HomR(-,B)作用到短正合列T2,得到正合列

    由于E是强Matlis平坦右R-模,B是拟Harmanci-内射模,故ExtR1(EB)=0,因此f2*是满态射,故存在态射h∈HomR(DB),使得f2*(h)=hf2=f1.故可得如下交换图:

    从而可得正合列0→MMDBEC→0.考虑如下列正合的交换图:

    得到正合列0→DBEC→0.由于C是强Matlis平坦右R-模,D是拟Harmanci-内射模,所以ExtR1(CD)=0,所以上述正合列可裂,从而$ B\oplus E\cong D\oplus C $.

    引理1M是右R-模.则以下结论等价:

    (ⅰ) M是拟Harmanci-内射模;

    (ⅱ)对任意强Matlis平坦右R-模N以及任意k≥0,有ExtRk+1(NM)=0;

    (ⅲ)若C是强Matlis平坦右R-模,则任意右R-模正合列0→ABC→0是HomR(-,M)正合列.

      (ⅰ)⇒(ⅱ)结论对k=0显然成立.令k≥1.假设结论对k-1成立.现在证明结论对k也成立.令N是强Matlis平坦右R-模,考虑短正合列0→KPN→0,其中P是投射模.对i≥1,用-⊗RE(R)作用到上述正合列,得到正合列

    从而$ \text{Tor}_{i+1}^{R}\left( N, E\left( R \right) \right)\cong \text{Tor}_{i}^{R}\left( N, E\left( R \right) \right) $.由N是强Matlis平坦右R-模得Tori+1R (NE(R))=0,故得ToriR (KE(R))=0.所以K是强Matlis平坦右R-模,由归纳假设知ExtRk(KM)=0.因此$ \text{Ext}_{R}^{k+1}\left( N, M \right)\cong \text{Ext}_{R}^{k}\left( N, M \right)=0 $.

    (ⅱ)⇒(ⅲ)用HomR(-,M)作用正合列0→ABC→0,由(ⅱ)得到正合列

    故(ⅲ)得证.

    (ⅲ)⇒(ⅰ)令C是强Matlis平坦右R-模,考虑正合列0→APC→0,其中P是投射模.用HomR(-,M)作用得到正合列

    由(ⅲ)知0→HomR(CM)→HomR(PM)→HomR(AM)→0正合.故ExtR1(CM)=0,即M是拟Harmanci-内射的.

    引理2   设R是环,令0→ABC→0是右R-模的正合列,则:

    (ⅰ)若AB是拟Harmanci-内射模,则C也是拟Harmanci-内射模;

    (ⅱ)若BC是强Matlis平坦模,则A也是强Matlis平坦模.

    证(ⅰ)设N是强Matlis平坦模,用HomR(N,-)作用正合列0→ABC→0,得到正合列

    AB是拟Harmanci-内射模知ExtR1(NB)=0,再由引理1知ExtR2(NA)=0,因此ExtR1(NC)=0.所以C也是拟Harmanci-内射模.

    (ⅱ)对i≥1,用-⊗RE(R)作用正合列0→ABC→0,得到正合列

    由于BC是强Matlis平坦右R-模,故有Tori+1R(CE(R))=0,并且ToriR(BE(R))=0,因此ToriR(AE(R))=0,故A是强Matlis平坦右R-模.

    引理3   设R是环.则HomZ(E(R),Q/Z)是拟Harmanci-内射模.

      设N是强Matlis平坦右R-模,故有Tor1R(NE(R))=0.根据同构

    知ExtR1(N,HomZ(E(R),Q/Z))=0.因此HomZ(E(R),Q/Z)是拟Harmanci-内射模.

    以下余挠对的定义由文献[5]首先提出(也可参见文献[6]的定义7.1.2).

    定义4[5-6]   令$ \mathscr{A} , \mathscr{B} $是由右R-模构成的类.记

    如果$ {{\mathscr{A}}^{\bot }}=\mathscr{B} 且 {{\mathscr{B}}^{\bot }}=\mathscr{A} $,则称$ \left( \mathscr{A}, \mathscr{B} \right) $是余挠对.如果对任意$ A\in \mathscr{A}, B\in \mathscr{B} $i≥1,都有ExtRi(AB)=0,则称余挠对$ \left( \mathscr{A}, \mathscr{B} \right) $是遗传的.

    $ \mathscr{SMF} $表示由所有强Matlis平坦右R-模构成的类,$ \mathscr{NHI} $表示由所有拟Harmanci-内射右R-模构成的类.

    定理1   令R是环,则$ (\mathscr{SMF}, \mathscr{NHI}) $是遗传的余挠对.

      由拟Harmanci-内射模的定义得到$ \mathscr{SM}{{\mathscr{F}}^{\bot }}=\mathscr{NHI} $,并且$ \mathscr{SMF}{{\subseteq }^{\bot }}\mathscr{NHI} $.下证$ \mathscr{SMF}{{\supseteq }^{\bot }}\mathscr{NHI} 设 N{{\in }^{\bot }}\mathscr{NHI} $.由引理3知HomZ(E(R),Q/Z)是拟Harmanci-内射模,故ExtR1(N,HomZ(E(R),Q/Z))=0.取正合列0→HomZ(E(R),Q/Z)→IC→0,其中I是内射模.用HomR(N,-)作用得到$ \text{Ext}_{R}^{2}\left( N, \text{Ho}{{\text{m}}_{z}}\left( E\left( R \right), Q/Z \right) \right)\cong \text{Ext}_{R}^{1}\left( N, C \right) $.由引理3知HomZ(E(R),Q/Z)是拟Harmanci-内射模.再由引理2知C也是拟Harmanci-内射模,因此ExtR1(NC)=0,故ExtR2(N,HomZ(E(R),Q/Z))=0.如此继续可得,对任意i≥1有ExtRi(N,HomZ(E(R),Q/Z))=0,因此由文献[7]的推论10.63得到同构$ \text{Ext}_{R}^{i}\left( N, \text{Ho}{{\text{m}}_{z}}\left( E\left( R \right), Q/Z \right) \right)\cong \text{Ho}{{\text{m}}_{z}}\left( \text{Tor}_{i}^{R}\left( N, E\left( R \right)Q/Z \right) \right) $,则ToriR(NE(R))=0,从而N是强Matlis平坦模,故$ \mathscr{SMF}{{\supseteq }^{\bot }}\mathscr{NHI} $,所以$ (\mathscr{SMF}, \mathscr{NHI}) $是余挠对.再由引理2和文献[8]的定理2.1.4得到余挠对$ (\mathscr{SMF}, \mathscr{NHI}) $是遗传的.

参考文献 (8)

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