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 和 ,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 。

若 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 且 ,考虑 ,则 包含 和 ,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

取 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 和 出现的次数都是 。现在考虑则 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 在 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 而 , 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 在 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 则 。

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