テンソル積2

f\hspace{3}:\hspace{3}A\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}B が1つ固定されているとき、BA 代数という。

定義 係数拡大
B\otimes_AMA 加群 MB への係数拡大という。
 
B\otimes_AA^n\hspace{3}\simeq\hspace{3}B^n
B\otimes_AA[X]\hspace{3}\simeq\hspace{3}B[X]
B\otimes_AM_n(A)\hspace{3}\simeq\hspace{3}M_n(B)
 
2つの A 代数 BC に対してB\otimes_AC を考えることができる。
乗法を (b\otimes c)(b\otimes c')\hspace{3}=\hspace{3}(bb')\otimes(cc') と定義することで再び環になる。

命題
\begin{array}A&\longrightarrow &B\\\vspace{10}&&\\\downarrow &&\downarrow \\\vspace{10}&&\\C&\longrightarrow &D\end{array}
 
が可換とする。
このとき B\otimes_AC\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}D が存在する。
このようなものは同型を除いて1つである。
(これは CRng 圏の押し出し、、、だよね。)
 
例: A/I\hspace{3}\otimes_AM\hspace{3}\simeq\hspace{3}M/IM
 
(証明)
0\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}I\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}A\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}A/I\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}0 が完全だから、
I\otimes_AM\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}A\otimes_AM\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}A/I\hspace{3}\otimes_AM\longrightarrow \hspace{3}0 も完全。
しかるに、g(I\otimes_AM)\hspace{3}\simeq\hspace{3}IMA\otimes_AM\hspace{3}\simeq\hspace{3}M である。
 
例: A/I\hspace{3}\otimes_AA/J\hspace{3}\simeq\hspace{3}A/(I\hspace{3}+\hspace{3}J) 。
 
(証明)
上の例で M\hspace{3}=\hspace{3}A/J とおくと、A/I\hspace{3}\otimes_AA/J\hspace{3}\simeq\hspace{3}(A/J)/I(A/J)\hspace{3}\simeq\hspace{3}A/(I\hspace{3}+\hspace{3}J)
 
閉集合 S に対して分数環 S^{-1}A を定義する。
 
S として、A の零因子でない元すべての部分集合を取った場合、S^{-1}A を全分数環、全商環という。
 
S_p\hspace{3}=\hspace{3}A\setminus p\hspace{3}=\hspace{3}\{s\hspace{3}\in\hspace{3}A\hspace{3}|\hspace{3}s\hspace{3}\not\in\hspace{3}p\}
A_p\hspace{3}=\hspace{3}S_p^{-1}A を Ap による局所化という。
 
唯一つしか極大イデアルを持たない環を局所環という。
 
命題
A が局所環であるための必要十分条件m\hspace{3}=\hspace{3}A\setminus A^\timesイデアルをなすことである。
このとき m が極大イデアルになる。
 
A_p は局所環で、その極大イデアルpA_p である。
さらに、A/p\hspace{3}\simeq\hspace{3}A_p/pA_p
 
閉集合 SA 加群 M から S^{-1}M を定義する。
これを MS による分数化、局所化という。
とくに、M_p\hspace{3}=\hspace{3}S_p^{-1}MMp における局所化という。
 
S^{-1}M\hspace{3}\simeq\hspace{3}S^{-1}A\otimes_AM
 
命題
0\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}M_1\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}M_2\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}M_3\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}0 が完全なら、
0\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}S^{-1}M_1\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}S^{-1}M_2\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}S^{-1}M_3\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}0 も完全である。

元ネタ:可換環と体 堀田良之