Notes on Commutative Algebra 6

Reading: Section 3.1
Exercises: 3.1, 3.2, 3.14

我们想在一般的模上找到一些模,拥有比较接近有限长度的性质,从现在开始我们考虑诺特环上的有限生成模。比如说 ,则 取有限生成Abel群,我们知道 都可以被写成这里某种意义上的基本组成是 ,虽然并非单模但都是 商素理想。首此启发,我们考虑能否如此分解 ,使得有子模的链其中 都同构于某个

是诺特模,则存在某个素理想 ,使 同构于 的子模

取极大的使得存在 的某个子模同构于 的理想 ,而 同构于 的子模等于说 是某个 。现在证明 是素理想:假若不然,存在 ,考虑 ,则 包含 ,而 意味着 ,从而 ,与 极大矛盾。

对诺特环 上的有限生成模 ,存在子模的链其中 都同构于某个

的子模 ,取 同构于某个 的子模,则在 中的原像 满足 ,如此取出一系列 ……由于 诺特,所以取出来的升链稳定。

我们现在想像合成列一样定义 在有限长度的 中出现的次数。它应当在正合列上具有加性。

比如说直观上在 中,我们希望 出现的次数都是 。现在考虑 的次数在 上为 ,在 上为 ,从而这样的次数并不具有加性。如果我们修改定义比如说出现在商里也算出现,那上面正合列的核是 ,所以 会在 中出现任意多次。

但对一些特殊情况我们可以定义符合上述性质的次数。比如说 中出现的次数,就可以直接定义为 ,此时如果 同构于 直和某些有限群,则 ,显然这是加性的。这其实就是所谓有限生成群的秩。当然,𝟚𝟚 就不具有加性,因为 不正合。

综上,我们说明了对 在某个有限生成Abel群中的次数,如果 则可定义一个对应加性的次数,如果 则不具有加性(甚至无法良定义一个“次数”)。不过任意的 对有限群都具有加性。

接下来还可以有一些更神秘的例子。比如说考虑 在图中是蓝色部分,橙色部分是一个同构于 的子模,商模则是绿色部分下边的两张图都对应了两个正合列,从而也是两个子模包含链 ,考虑左边的图可知 并没有在 中出现,考虑右边的图则知 并没有在 中出现,所以事实上只有 中出现,然而我们无法只用 构建 (也就是不存在正合列 )。

定义 为所有作为某个 中元素零化子的素理想,也就是所有使得 同构于 某个子模的素理想 组成的集合。

直观上来讲 是“一定”出现在 中的 对应素理想的集合。由1.1,如果 非零且诺特,则 非空。

就前面提到的几个例子,

对正合列

事实上对 ,如果 ,那么意味着 可以嵌入 ;如果 ,由于 是整环,其中任何非零元的 ,所以 中任何非零元素零化子皆为 ,特别的,取非零的

对一般正合列 就是反例。

对诺特模 是有限集

1.1中给出子模升链其中 都同构于某个 ,从而 ,而 包含于它们的并。

对子模升链其中 都同构于某个 中每个素理想都在诸 中出现

Reading: Section 3.2
Exercises: 3.16, 3.17, 3.20